JP3472553B2 - Gap adjusting device and adjusting method - Google Patents
Gap adjusting device and adjusting methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ギャップ調節装置
及び調節方法に関し、特に、Ｘ線リソグラフィに用いら
れるウエハとマスクとのギャップの調節に適したギャッ
プ調節装置及び調節方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gap adjusting apparatus and an adjusting method, and more particularly to a gap adjusting apparatus and an adjusting method suitable for adjusting a gap between a wafer and a mask used in X-ray lithography.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｘ線リソグラフィにおいては、通常、露
光すべきウエハ表面上に、微少な間隙を隔ててマスクを
配置し、マスクを通してウエハ表面を露光する。解像度
及び位置合わせ精度を高めるために、ウエハとマスクと
のギャップを精密に制御しなければならない。特に、ギ
ャップが開きすぎると、半影ぼけにより解像度が低下す
るとともに、位置合わせ精度も低下する。2. Description of the Related Art In X-ray lithography, usually, a mask is placed on a surface of a wafer to be exposed with a minute gap, and the wafer surface is exposed through the mask. In order to improve the resolution and the alignment accuracy, the gap between the wafer and the mask must be precisely controlled. In particular, if the gap is too wide, the penumbra blur reduces the resolution and the alignment accuracy.
【０００３】ウエハとマスクとのギャップを測定する方
法として、高分解能カメラを使用した画像処理を利用す
る方法や、高分解能カメラと静電容量センサとを組み合
わせて使用する方法が知られている。As a method for measuring the gap between the wafer and the mask, there are known a method using image processing using a high resolution camera and a method using a combination of a high resolution camera and a capacitance sensor.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】高分解能カメラは高価
であるし、大きな設置スペースを必要とする。このた
め、露光装置の小型化及び低価格化が困難になる。High resolution cameras are expensive and require a large installation space. Therefore, it is difficult to reduce the size and cost of the exposure apparatus.
【０００５】本発明の目的は、小型化及び低価格化を図
ることが可能なギャップ調節装置を提供することであ
る。An object of the present invention is to provide a gap adjusting device which can be downsized and reduced in cost.
【０００６】本発明の他の目的は、上記のギャップ調節
装置を用いたギャップ調節方法を提供することである。Another object of the present invention is to provide a gap adjusting method using the above gap adjusting device.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、マスクパターンが形成されたマスクを固定して保持
するマスクチャックと、前記マスクチャックを保持し、
該マスクチャックに固定されているマスクのマスクパタ
ーンが形成された面に対して垂直な第１の方向に、前記
マスクチャックを移動させることができる第１のレベリ
ング機構と、前記第１のレベリング機構を支持するマス
クステージと、ウエハを、その被露光面が前記マスクに
対向するように保持するウエハチャックと、前記ウエハ
チャックを、前記第１の方向に移動させることができる
第２のレベリング機構と、前記第２のレベリング機構を
支持するウエハステージと、前記マスクステージに取り
付けられ、前記ウエハチャックに固定されたウエハの被
露光面までの、前記第１の方向に関する距離を測定する
ことができる第１の距離センサと、前記ウエハステージ
に取り付けられ、前記マスクチャックに固定されたマス
クの表面までの、前記第１の方向に関する距離、及び前
記第１の距離センサまでの、前記第１の方向に関する距
離を測定する第２の距離センサとを有するギャップ調節
装置が提供される。According to one aspect of the present invention, a mask chuck for fixing and holding a mask on which a mask pattern is formed, and holding the mask chuck,
A first leveling mechanism capable of moving the mask chuck in a first direction perpendicular to a surface of a mask fixed to the mask chuck on which a mask pattern is formed, and the first leveling mechanism. A mask stage that supports the wafer, a wafer chuck that holds the wafer so that its exposed surface faces the mask, and a second leveling mechanism that can move the wafer chuck in the first direction. A wafer stage supporting the second leveling mechanism, and a distance in the first direction to a surface to be exposed of a wafer attached to the mask stage and fixed to the wafer chuck. 1 distance sensor and the surface of the mask attached to the wafer stage and fixed to the mask chuck, Serial distance in the first direction, and of up to the first distance sensor, the first gap adjustment device and a second distance sensor that measure the distance in the direction are provided.
【０００８】第２の距離センサから第１の距離センサま
での距離をＤA、第２の距離センサからマスクの表面ま
での距離をＤB、第１の距離センサからウエハの被露光
面までの距離をＤDとすると、マスクとウエハとの間隔
が、ＤD−（ＤA−ＤB）で与えられる。この間隔の測定
値と目標値とを比較し、ＤD−（ＤA−ＤB）が目標値に
近づくように、第１のレベリング機構もしくは第２のレ
ベリング機構を動作させることにより、マスクとウエハ
との間隔を調節することができる。The distance from the second distance sensor to the first distance sensor is D A , the distance from the second distance sensor to the surface of the mask is D B , and the distance from the first distance sensor to the exposed surface of the wafer is When the distance is D D , the distance between the mask and the wafer is given by D D − (D A −D B ). Compares the measured value and the target value of the spacing, D D - (D A -D B) so approaches the target value, by operating the first leveling mechanism or the second leveling mechanism, the mask The distance to the wafer can be adjusted.
【０００９】本発明の他の観点によると、第１の測定対
象物の第１の表面、及び第２の測定対象物の第２の表面
の双方が第１の方向に対して垂直になるように、該第１
の表面と第２の表面とを対向させて、前記第１及び第２
の測定対象物を配置する工程と、第１の距離センサから
第２の距離センサまでの第１の方向に関する距離Ｄ
Ａを、該第１及び第２の距離センサの一方を用いて測定
する工程と、前記第２の距離センサから第１の測定対象
物の表面までの、前記第１の方向に関する距離ＤＢを測
定する工程と、前記第１の距離センサから前記第２の測
定対象物の第２の表面までの、前記第１の方向に関する
距離ＤＤを測定する工程と、ＤＤ−（ＤＡ−ＤＢ）が目
標値に近づくように、前記第１及び第２の測定対象物の
少なくとも一方を前記第１の方向に移動させる工程とを
有するギャップ調節方法が提供される。According to another aspect of the invention, both the first surface of the first measuring object and the second surface of the second measuring object are perpendicular to the first direction. To the first
The first surface and the second surface are opposed to each other, and
The step of arranging the object to be measured, and the distance D in the first direction from the first distance sensor to the second distance sensor.
A is measured using one of the first and second distance sensors, and the distance D B from the second distance sensor to the surface of the first measurement object in the first direction is a step of measuring, a step of measuring the from the first distance sensor to the second surface of the second measurement object, the distance D D relating to the first direction, D D - (D a -D And a step of moving at least one of the first and second measurement objects in the first direction so that B 2 ) approaches a target value.
【００１０】本発明の他の観点によると、第１の表面を
有する第１の測定対象物を固定して保持する第１の保持
部材と、前記第１の保持部材を保持し、該第１の保持部
材に固定されている第１の測定対象物の第１の表面に対
して垂直な第１の方向に、前記第１の保持部材を移動さ
せることができる第１のレベリング機構と、前記第１の
レベリング機構を支持する第１のステージと、第２の表
面を有する第２の測定対象物を、該第２の表面が前記第
１の表面に対向するように保持する第２の保持部材と、
前記第２の保持部材を、前記第１の方向に移動させるこ
とができる第２のレベリング機構と、前記第２のレベリ
ング機構を支持する第２のステージと、 前記第１のス
テージに取り付けられ、前記第２の保持部材に固定され
た第２の測定対象物の第２の表面までの、前記第１の方
向に関する距離を測定することができる第１の距離セン
サと、前記第２のステージに取り付けられ、前記第１の
保持部材に固定された第１の測定対象物の第１の表面ま
での、前記第１の方向に関する距離、及び前記第１の距
離センサまでの、前記第１の方向に関する距離を測定す
る第２の距離センサとを有するギャップ調節装置が提供
される。According to another aspect of the present invention, a first holding member for fixing and holding a first measuring object having a first surface, the first holding member for holding the first holding member, and A first leveling mechanism capable of moving the first holding member in a first direction perpendicular to the first surface of the first measurement object fixed to the holding member of A second stage that holds a first stage that supports a first leveling mechanism and a second measurement target that has a second surface so that the second surface faces the first surface. Members,
A second leveling mechanism capable of moving the second holding member in the first direction, a second stage supporting the second leveling mechanism, and attached to the first stage, A first distance sensor capable of measuring a distance in the first direction up to a second surface of a second measurement target fixed to the second holding member; The distance in the first direction to the first surface of the first measurement object that is attached and fixed to the first holding member, and the first direction to the first distance sensor. To measure the distance
And a second distance sensor that provides a gap adjustment device.
【００１１】第２の距離センサから第１の距離センサま
での距離をＤA、第２の距離センサからマスクの表面ま
での距離をＤB、第１の距離センサからウエハの被露光
面までの距離をＤDとすると、マスクとウエハとの間隔
が、ＤD−（ＤA−ＤB）で与えられる。この間隔の測定
値と目標値とを比較し、ＤD−（ＤA−ＤB）が目標値に
近づくように、第１のレベリング機構もしくは第２のレ
ベリング機構を動作させることにより、マスクとウエハ
との間隔を調節することができる。The distance from the second distance sensor to the first distance sensor is D A , the distance from the second distance sensor to the surface of the mask is D B , and the distance from the first distance sensor to the exposed surface of the wafer is When the distance is D D , the distance between the mask and the wafer is given by D D − (D A −D B ). Compares the measured value and the target value of the spacing, D D - (D A -D B) so approaches the target value, by operating the first leveling mechanism or the second leveling mechanism, the mask The distance to the wafer can be adjusted.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】図１に、本発明の実施例によるギ
ャップ調節装置の概略図を示す。マスクステージ１とウ
エハステージ５０とが、マスク及びウエハを保持する面
同士を対向させるように、ほぼ平行に配置されている。
マスクステージ１及びウエハステージ５０の対向面に対
して垂直な方向をＺ軸とするＸＹＺ直交座標系を導入す
る。1 is a schematic view of a gap adjusting device according to an embodiment of the present invention. The mask stage 1 and the wafer stage 50 are arranged substantially parallel to each other so that the surfaces holding the mask and the wafer face each other.
An XYZ orthogonal coordinate system having a Z axis in a direction perpendicular to the facing surfaces of the mask stage 1 and the wafer stage 50 is introduced.
【００１３】マスクステージ１の対向面上に、レベリン
グ機構１０を介してマスクチャック５が取り付けられて
いる。マスクパターンが形成されたマスク３がマスクチ
ャック５に真空吸着される。レベリング機構１０は、マ
スクステージ１の対向面からマスク３までのＺ軸方向に
関する高さ（マスクパターンが形成された面に垂直な方
向の高さ）を調節することができる。マスクステージ１
の対向面上に、さらに、静電容量センサ７Ａ〜７Ｃが取
り付けられている。静電容量センサ７Ａ〜７Ｃは、図２
に示すように、それぞれマスクチャック５と中心を共有
する仮想的な正三角形の頂点に相当する位置に配置され
ている。静電容量センサ７Ａ〜７Ｃの各々は、当該静電
容量センサに対向するＸＹ面に平行な導電性の表面まで
の距離を測定することができる。マスクステージ１は、
２次元移動機構９を動作させることによって、その対向
面に平行な２次元方向、すなわちＸ方向及びＹ方向に移
動する。A mask chuck 5 is mounted on the facing surface of the mask stage 1 via a leveling mechanism 10. The mask 3 on which the mask pattern is formed is vacuum-sucked to the mask chuck 5. The leveling mechanism 10 can adjust the height in the Z-axis direction from the facing surface of the mask stage 1 to the mask 3 (the height in the direction perpendicular to the surface on which the mask pattern is formed). Mask stage 1
Capacitance sensors 7A to 7C are further mounted on the facing surface of the. The capacitance sensors 7A to 7C are shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the mask chucks 5 are arranged at positions corresponding to the vertices of an imaginary regular triangle sharing the center thereof. Each of the capacitance sensors 7A to 7C can measure the distance to a conductive surface parallel to the XY plane facing the capacitance sensor. Mask stage 1
By operating the two-dimensional moving mechanism 9, the two-dimensional moving mechanism 9 moves in a two-dimensional direction parallel to the facing surface, that is, in the X direction and the Y direction.
【００１４】ウエハステージ５０の対向面上に、レベリ
ング機構５８を介して２次元移動機構６０が取り付けら
れている。２次元移動機構６０に、ウエハチャック５４
が取り付けられている。ウエハチャック５４は、ウエハ
５２を真空吸着する。ウエハ５２がウエハチャック５４
に吸着された状態で、ウエハ５２の被露光面がＸＹ面に
ほぼ平行になり、マスク３に対向する。A two-dimensional moving mechanism 60 is mounted on the facing surface of the wafer stage 50 via a leveling mechanism 58. The wafer chuck 54 is attached to the two-dimensional moving mechanism 60.
Is attached. The wafer chuck 54 vacuum-sucks the wafer 52. Wafer 52 is wafer chuck 54
The exposed surface of the wafer 52 becomes substantially parallel to the XY plane and faces the mask 3 in the state of being adsorbed by.
【００１５】レベリング機構５８は、ウエハステージ５
０の対向面からウエハ５２までの高さを調節する。２次
元移動機構６０は、ウエハ５２を、その被露光面に平行
な２次元方向、すなわちＸ方向及びＹ方向に移動させる
ことができる。ウエハステージ５０の対向面上に、さら
にレーザ変位計５６Ａ〜５６Ｃが取り付けられている。
レーザ変位計５６Ａ〜５６Ｃは、それぞれ静電容量セン
サ７Ａ〜７Ｃに対応する位置に配置されている。各レー
ザ変位計５６Ａ〜５６Ｃは、当該レーザ変位計に対向す
るＸＹ面にほぼ平行な平面までの、Ｚ軸方向に関する距
離を測定することができる。The leveling mechanism 58 includes the wafer stage 5
The height from the facing surface of 0 to the wafer 52 is adjusted. The two-dimensional moving mechanism 60 can move the wafer 52 in a two-dimensional direction parallel to the surface to be exposed, that is, the X direction and the Y direction. Laser displacement meters 56A to 56C are further mounted on the facing surface of the wafer stage 50.
The laser displacement meters 56A to 56C are arranged at positions corresponding to the capacitance sensors 7A to 7C, respectively. Each of the laser displacement meters 56A to 56C can measure the distance in the Z-axis direction to a plane that is substantially parallel to the XY plane facing the laser displacement meter.
【００１６】レベリング機構１０、５８、２次元移動機
構９、６０、静電容量センサ７Ａ〜７Ｃ、及びレーザ変
位計５６Ａ〜５６Ｃは、制御装置７０により制御され
る。Ｘ線２０、例えばシンクロトロン放射光が、マスク
ステージ１側からマスク３を照射し、マスク３に形成さ
れたパターンがウエハ５２の被露光面に転写される。The leveling mechanism 10, 58, the two-dimensional moving mechanism 9, 60, the capacitance sensors 7A to 7C, and the laser displacement meters 56A to 56C are controlled by the controller 70. The X-ray 20, for example, synchrotron radiation, irradiates the mask 3 from the mask stage 1 side, and the pattern formed on the mask 3 is transferred to the exposed surface of the wafer 52.
【００１７】次に、図１に示したＸ線露光装置におい
て、マスク３とウエハ５２とのギャップを調節する方法
を説明する。Next, a method of adjusting the gap between the mask 3 and the wafer 52 in the X-ray exposure apparatus shown in FIG. 1 will be described.
【００１８】３つのレーザ変位計５６Ａ〜５６Ｃのキャ
リブレーション、及び３つの静電容量センサ７Ａ〜７Ｃ
のキャリブレーションは既に終了しているものとする。
すなわち、ウエハステージ５０の対向面から一定の高さ
に位置する平面までの距離を測定した場合、レーザ変位
計５６Ａ〜５６Ｃによる測定値は全て一致する。また、
マスクステージ１の対向面から一定の高さに位置する平
面までの距離を測定した場合、静電容量センサ７Ａ〜７
Ｃによる測定値は全て一致する。Calibration of the three laser displacement meters 56A to 56C and three capacitance sensors 7A to 7C.
It is assumed that the calibration of has already been completed.
That is, when the distance from the facing surface of the wafer stage 50 to the plane located at a constant height is measured, all the measured values by the laser displacement meters 56A to 56C match. Also,
When the distance from the facing surface of the mask stage 1 to the plane located at a certain height is measured, the capacitance sensors 7A to 7A
All measured values by C are in agreement.
【００１９】マスクチャック５にマスク３を固定し、ウ
エハチャック５４にウエハ５２を固定する。ウエハ５２
の被露光面上の一直線上にない３箇所において、それぞ
れ３つの静電容量センサ７Ａ〜７Ｃから被露光面までの
距離を測定し、すべての測定結果が一致するように、レ
ベリング機構５８を駆動する。次に、マスク３の表面上
の一直線上にない３箇所において、レーザ変位計５６Ａ
〜５６Ｃのいずれかを用いてレーザ変位計からマスク表
面までの距離を測定し、３つの測定結果が一致するよう
にレベリング機構１０を駆動する。マスク３の表面上の
被測定点がレーザ変位計の正面に位置するように、２次
元移動機構９を動作させることにより、レーザ変位計か
ら被測定点までの距離を測定することができる。これに
より、マスク３のマスクパターンが形成された面とウエ
ハ５２の被露光面とが平行になる。静電容量センサ７Ａ
〜７Ｃ及びレーザ変位計５６Ａ〜５６Ｃが、それぞれ３
個ずつ準備されているため、レベリング処理を行う時の
マスク３及びウエハ５２のＸ方向及びＹ方向への移動距
離を短くすることができる。The mask 3 is fixed to the mask chuck 5, and the wafer 52 is fixed to the wafer chuck 54. Wafer 52
The distance from each of the three capacitance sensors 7A to 7C to the exposed surface is measured at three locations that are not on a straight line on the exposed surface, and the leveling mechanism 58 is driven so that all the measurement results match. To do. Next, at three locations on the surface of the mask 3 that are not on a straight line, the laser displacement meter 56A
The distance from the laser displacement meter to the mask surface is measured using any one of .about.56C, and the leveling mechanism 10 is driven so that the three measurement results match. By operating the two-dimensional movement mechanism 9 so that the measured point on the surface of the mask 3 is located in front of the laser displacement meter, the distance from the laser displacement meter to the measured point can be measured. As a result, the surface of the mask 3 on which the mask pattern is formed and the exposed surface of the wafer 52 are parallel to each other. Capacitance sensor 7A
~ 7C and laser displacement meters 56A to 56C are each 3
Since they are individually prepared, the movement distances of the mask 3 and the wafer 52 in the X and Y directions when performing the leveling process can be shortened.
【００２０】このレベリング処理時に、レーザ変位計５
６Ａからマスク３の表面までの、Ｚ軸方向に関する距離
ＤBが測定される。During this leveling process, the laser displacement meter 5
The distance D B in the Z-axis direction from 6A to the surface of the mask 3 is measured.
【００２１】次に、２次元移動機構９を動作させ、静電
容量センサ７Ａをレーザ変位計５６Ａの正面に位置させ
る。レーザ変位計５６Ａを用いて、レーザ変位計５６Ａ
から静電容量センサ７Ａの表面までの距離ＤAを測定す
る。なお、距離ＤAは、マスク３及びウエハ５２を取り
替えても変動しないため、マスク３やウエハ５２の取替
え毎に測定を行う必要はない。距離ＤAと距離ＤBとの差
は、静電容量センサ７Ａの表面とマスク３の表面との間
隔ＤCに相当する。Next, the two-dimensional moving mechanism 9 is operated to position the capacitance sensor 7A in front of the laser displacement meter 56A. Laser displacement meter 56A using laser displacement meter 56A
The distance D A from to the surface of the capacitance sensor 7A is measured. Since the distance D A does not change even if the mask 3 and the wafer 52 are replaced, it is not necessary to perform the measurement every time the mask 3 and the wafer 52 are replaced. The difference between the distance D A and the distance D B corresponds to the distance D C between the surface of the capacitance sensor 7A and the surface of the mask 3.
【００２２】静電容量センサ７Ａを用いて、静電容量セ
ンサ７Ａの表面からウエハ５２の被露光面までの、Ｚ軸
方向に関する距離ＤDを測定する。マスク３の表面とウ
エハ５２の被露光面との間隔Ｇが、次式により求まる。The capacitance sensor 7A is used to measure the distance D D in the Z-axis direction from the surface of the capacitance sensor 7A to the exposed surface of the wafer 52. The distance G between the surface of the mask 3 and the exposed surface of the wafer 52 is calculated by the following equation.
【００２３】[0023]
【数１】Ｇ＝ＤD−ＤC＝ＤD−（ＤA−ＤB）
計算により求められた間隔Ｇと、目標値との差分を計算
する。レベリング機構５８を駆動することにより、ウエ
ハ５２を、この差分だけ移動させる。以上の工程で、マ
スク３とウエハ５２との間隔が目標値に近づくように、
両者の間隔を調節することができる。[Number 1] G = D D -D C = D D - and (D A -D B) gap G determined by calculation, to calculate the difference between the target value. By driving the leveling mechanism 58, the wafer 52 is moved by this difference. Through the above steps, the distance between the mask 3 and the wafer 52 should be close to the target value.
The distance between the two can be adjusted.
【００２４】理想的には、２次元移動機構６０を動作さ
せても間隔Ｇは変動しないが、実際には２次元移動機構
６０の移動精度の範囲内で間隔Ｇが変動する。ただし、
２次元移動機構６０を動作させても、距離ＤA及びＤBは
変化しない。このため、２次元移動機構６０を動作させ
て、ウエハ５２の被露光面内の被露光領域を移動させた
後、距離ＤDのみを再測定することにより、間隔Ｇの変
動を検出し、間隔Ｇのずれを補償することができる。Ideally, the distance G does not change even if the two-dimensional moving mechanism 60 is operated, but the distance G actually changes within the range of the moving accuracy of the two-dimensional moving mechanism 60. However,
Even if the two-dimensional moving mechanism 60 is operated, the distances D A and D B do not change. Therefore, the two-dimensional moving mechanism 60 is operated to move the exposed area in the exposed surface of the wafer 52, and then the distance D D is remeasured to detect the variation of the interval G, The deviation of G can be compensated.
【００２５】上記実施例によるＸ線露光装置では、高分
解能カメラを用いることなくマスクとウエハ間の間隔を
測定することができる。高価で比較的大きな高分解能カ
メラを用いる必要がないため、露光装置の小型化、低価
格化を図ることができる。In the X-ray exposure apparatus according to the above embodiment, the distance between the mask and the wafer can be measured without using a high resolution camera. Since it is not necessary to use an expensive and relatively large high-resolution camera, the size and cost of the exposure apparatus can be reduced.
【００２６】レーザ変位計による測定誤差は、±０．１
μｍ程度であり、静電容量センサによる測定誤差は±１
０ｎｍ程度である。従って、距離ＤA及びＤBの各々に、
最大誤差±０．１μｍが含まれ、距離ＤDに最大誤差±
０．０１μｍが含まれる。このため、約±０．２μｍの
精度で間隔Ｇを求めることができる。The measurement error by the laser displacement meter is ± 0.1.
It is about μm, and the measurement error by the capacitance sensor is ± 1
It is about 0 nm. Therefore, for each of the distances D A and D B ,
Maximum error ± 0.1 [mu] m includes, maximum error ± the distance D D
0.01 μm is included. Therefore, the gap G can be obtained with an accuracy of about ± 0.2 μm.
【００２７】上記実施例では、静電容量センサ７Ａ〜７
Ｃとレーザ変位計５６Ａ〜５６Ｃとを３個ずつ配置した
場合を説明したが、静電容量センサとレーザ変位計と
は、少なくとも一つずつ配置すればよい。２次元移動機
構６０を動作させることにより、ウエハ５２の被露光面
上の３箇所において、静電容量センサとウエハ５２との
間の距離を測定することができる。同様に、２次元移動
機構９を動作させることにより、マスク３の表面上の３
箇所において、レーザ変位計とマスク３の表面との距離
を測定することができる。In the above embodiment, the capacitance sensors 7A to 7A are used.
The case where three Cs and three laser displacement meters 56A to 56C are arranged has been described, but at least one capacitance sensor and one laser displacement meter may be arranged. By operating the two-dimensional movement mechanism 60, the distance between the electrostatic capacitance sensor and the wafer 52 can be measured at three points on the exposed surface of the wafer 52. Similarly, by operating the two-dimensional moving mechanism 9, the three-dimensional movement on the surface of the mask 3
At the location, the distance between the laser displacement meter and the surface of the mask 3 can be measured.
【００２８】また、上記実施例では、ウエハステージ５
０上にレーザ変位計を配置し、マスクステージ１上に静
電容量センサを配置したが、その他の距離センサを配置
してもよい。例えば、マスク３の表面のうちマスクパタ
ーンが形成されていない領域に導電膜を形成しておく
と、レーザ変位計の代わりに静電容量センサを用いるこ
とができる。静電容量センサは、レーザ変位計に比べ
て、低価格、高精度、かつ小型であるため、露光装置の
コストダウン及び小型化を図ることができる。In the above embodiment, the wafer stage 5
Although the laser displacement meter is arranged on 0 and the capacitance sensor is arranged on the mask stage 1, other distance sensors may be arranged. For example, if a conductive film is formed on a region of the surface of the mask 3 where the mask pattern is not formed, a capacitance sensor can be used instead of the laser displacement meter. Since the capacitance sensor is lower in price, higher in accuracy, and smaller than the laser displacement meter, the cost and size of the exposure apparatus can be reduced.
【００２９】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。The present invention has been described above with reference to the embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
マスクとウエハとの間隔を、比較的安価に、かつ高精度
に測定することができる。As described above, according to the present invention,
The distance between the mask and the wafer can be measured relatively inexpensively and highly accurately.
【図１】 本発明の実施例によるＸ線露光装置のマスク
及びウエハ部分の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a mask and a wafer portion of an X-ray exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】 マスクステージ上に取り付けられたマスクチ
ャックと静電容量センサの正面図である。FIG. 2 is a front view of a mask chuck and a capacitance sensor mounted on a mask stage.
１ マスクステージ ３ マスク ５ マスクチャック ７Ａ〜７Ｃ 静電容量センサ ９ ２次元移動機構 １０ レベリング機構 ２０ Ｘ線 ５０ ウエハステージ ５２ ウエハ ５４ ウエハチャック ５６Ａ〜５６Ｃ レーザ変位計 ５８ レベリング機構 ６０ ２次元移動機構 ７０ 制御装置 1 mask stage 3 masks 5 Mask chuck 7A-7C Capacitance sensor 9 Two-dimensional movement mechanism 10 Leveling mechanism 20 X-ray 50 wafer stage 52 wafers 54 Wafer chuck 56A-56C Laser displacement meter 58 Leveling mechanism 60 Two-dimensional movement mechanism 70 Control device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G01B 21/16 G03F 7/20 503 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G01B 21/16 G03F 7/20 503
Claims (6)
定して保持するマスクチャックと、 前記マスクチャックを保持し、該マスクチャックに固定
されているマスクのマスクパターンが形成された面に対
して垂直な第１の方向に、前記マスクチャックを移動さ
せることができる第１のレベリング機構と、 前記第１のレベリング機構を支持するマスクステージ
と、 ウエハを、その被露光面が前記マスクに対向するように
保持するウエハチャックと、 前記ウエハチャックを、前記第１の方向に移動させるこ
とができる第２のレベリング機構と、 前記第２のレベリング機構を支持するウエハステージ
と、 前記マスクステージに取り付けられ、前記ウエハチャッ
クに固定されたウエハの被露光面までの、前記第１の方
向に関する距離を測定することができる第１の距離セン
サと、 前記ウエハステージに取り付けられ、前記マスクチャッ
クに固定されたマスクの表面までの、前記第１の方向に
関する距離、及び前記第１の距離センサまでの、前記第
１の方向に関する距離を測定する第２の距離センサとを
有するギャップ調節装置。1. A mask chuck for fixing and holding a mask on which a mask pattern is formed, and a mask that holds the mask chuck and is perpendicular to a surface of the mask fixed on the mask chuck on which the mask pattern is formed. A first leveling mechanism capable of moving the mask chuck in a first direction, a mask stage supporting the first leveling mechanism, and a wafer such that an exposed surface of the wafer faces the mask. A wafer chuck that holds the wafer chuck, a second leveling mechanism that can move the wafer chuck in the first direction, a wafer stage that supports the second leveling mechanism, and a wafer stage that is attached to the mask stage, Measuring the distance in the first direction to the exposed surface of the wafer fixed to the wafer chuck. A first distance sensor capable of performing the above, a distance in the first direction to a surface of a mask attached to the wafer stage and fixed to the mask chuck, and the first distance sensor to the first distance sensor. gap adjustment device and a second distance sensor that measure the distance in the direction of.
離センサとの相対位置を固定したまま、該マスクチャッ
クと第１の距離センサとを、前記第１の方向に直交する
２次元方向に移動させる第１の２次元移動機構を有する
請求項１に記載のギャップ調節装置。2. The mask chuck and the first distance sensor are moved in a two-dimensional direction orthogonal to the first direction while the relative position between the mask chuck and the first distance sensor is fixed. The gap adjusting device according to claim 1, further comprising a first two-dimensional moving mechanism for causing the gap adjusting device to move.
なく、前記ウエハチャックを、前記第１の方向に直交す
る２次元方向に移動させる第２の２次元移動機構を有す
る請求項１または２に記載のギャップ調節装置。3. The method according to claim 1, further comprising a second two-dimensional moving mechanism that moves the wafer chuck in a two-dimensional direction orthogonal to the first direction without moving the second sensor. The gap adjusting device according to.
第１の距離センサまでの距離をＤＡ、前記第２の距離セ
ンサから前記マスクの表面までの距離をＤＢ、前記第１
の距離センサから前記ウエハの被露光面までの距離をＤ
Ｄとしたとき、ＤＤ−（ＤＡ−ＤＢ）と目標値とを比較
し、ＤＤ−（ＤＡ−ＤＢ）が目標値に近づくように、前
記第１のレベリング機構もしくは第２のレベリング機構
を動作させる制御装置を有する請求項１〜３のいずれか
に記載のギャップ調節装置。4. The distance from the second distance sensor to the first distance sensor is D A , the distance from the second distance sensor to the surface of the mask is D B , and the first distance sensor is D B.
From the distance sensor to the exposed surface of the wafer by D
When D is set, D D − (D A −D B ) is compared with the target value, and the first leveling mechanism or the second leveling mechanism is set so that D D − (D A −D B ) approaches the target value. The gap adjusting device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a control device that operates the leveling mechanism.
２の測定対象物の第２の表面の双方が第１の方向に対し
て垂直になるように、該第１の表面と第２の表面とを対
向させて、前記第１及び第２の測定対象物を配置する工
程と、 第１の距離センサから第２の距離センサまでの第１の方
向に関する距離ＤＡを、該第１及び第２の距離センサの
一方を用いて測定する工程と、 前記第２の距離センサから第１の測定対象物の表面まで
の、前記第１の方向に関する距離ＤＢを測定する工程
と、 前記第１の距離センサから前記第２の測定対象物の第２
の表面までの、前記第１の方向に関する距離ＤＤを測定
する工程と、 ＤＤ−（ＤＡ−ＤＢ）が目標値に近づくように、前記第
１及び第２の測定対象物の少なくとも一方を前記第１の
方向に移動させる工程とを有するギャップ調節方法。5. The first surface of the first object to be measured and the second surface of the second object to be measured are both perpendicular to the first direction. And a second surface are opposed to each other to dispose the first and second measurement objects, and a distance D A in the first direction from the first distance sensor to the second distance sensor, Of the first and second distance sensors
Measuring using one, measuring the distance D B in the first direction from the second distance sensor to the surface of the first measurement target, and measuring the first distance sensor from the first distance sensor Second of the second measurement object
Measuring the distance D D in the first direction to the surface of the at least one of the first and second measurement objects so that D D − (D A −D B ) approaches a target value. And a step of moving one in the first direction.
固定して保持する第１の保持部材と、 前記第１の保持部材を保持し、該第１の保持部材に固定
されている第１の測定対象物の第１の表面に対して垂直
な第１の方向に、前記第１の保持部材を移動させること
ができる第１のレベリング機構と、 前記第１のレベリング機構を支持する第１のステージ
と、 第２の表面を有する第２の測定対象物を、該第２の表面
が前記第１の表面に対向するように保持する第２の保持
部材と、 前記第２の保持部材を、前記第１の方向に移動させるこ
とができる第２のレベリング機構と、 前記第２のレベリング機構を支持する第２のステージ
と、 前記第１のステージに取り付けられ、前記第２の保持部
材に固定された第２の測定対象物の第２の表面までの、
前記第１の方向に関する距離を測定することができる第
１の距離センサと、 前記第２のステージに取り付けられ、前記第１の保持部
材に固定された第１の測定対象物の第１の表面までの、
前記第１の方向に関する距離、及び前記第１の距離セン
サまでの、前記第１の方向に関する距離を測定する第２
の距離センサとを有するギャップ調節装置。6. A first holding member for fixing and holding a first measurement object having a first surface, and a holding member for holding the first holding member and fixed to the first holding member. A first leveling mechanism capable of moving the first holding member in a first direction perpendicular to the first surface of the first measurement target, and supporting the first leveling mechanism. A second stage, a second holding member that holds a second object to be measured having a second surface so that the second surface faces the first surface, and the second holding member. A second leveling mechanism capable of moving the holding member in the first direction, a second stage supporting the second leveling mechanism, a second stage attached to the first stage, and a second stage To the second surface of the second measurement object fixed to the holding member,
A first distance sensor capable of measuring a distance in the first direction; and a first surface of a first measurement object attached to the second stage and fixed to the first holding member. For up to,
Distance relates to the first direction, and until the first distance sensor, second you measure the distance in the first direction
Gap adjusting device having a distance sensor.
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