JPH11121320A - Method and device for detecting surface position - Google Patents

Method and device for detecting surface position

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JPH11121320A
JPH11121320A JP9277576A JP27757697A JPH11121320A JP H11121320 A JPH11121320 A JP H11121320A JP 9277576 A JP9277576 A JP 9277576A JP 27757697 A JP27757697 A JP 27757697A JP H11121320 A JPH11121320 A JP H11121320A
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capacitance
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface position detecting device, wherein measurement can be performed without being affected by electric field and magnetic field disturbances, even when a wafer itself cannot be grounded as the entire wafer is covered with an oxide film. SOLUTION: At an end part on the side of a wafer 5 of a reduction projection lens 4, sensor electrodes 20a, 20b, and 20c are attached with a sensor-fixing jig 21. The wafer 5, the entirety of which is covered with an oxide film 5a, is fixed to an insulating wafer chuck 6. The wafer chuck 6 is fixed to the surface of an X-Y stage 7 through a conductor substrate 25, while the XY stage 7 is provided on a surface of a Z-tilt stage 8. The conductor substrate 25 is grounded to fix an electric potential of the conductor substrate 25. Thus, when an electrostatic capacity between each of the sensor electrodes 20a, 20b, and 20c and the conductor substrate 25 is measured, stable measurement is executed without being affected by the electric field and magnetic field disturbance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の露光装置
において、投影光学手段により所定のパターンが投影さ
れる露光ターゲットとなるウェハの、投影光学手段の光
軸方向の位置及び、その光軸方向に垂直な面に対する傾
きを計測する、面位置検出方法及び面位置検出装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor exposure apparatus, and more particularly, to a position of a wafer serving as an exposure target onto which a predetermined pattern is projected by a projection optical unit, in the optical axis direction of the projection optical unit and its optical axis direction. The present invention relates to a surface position detection method and a surface position detection device for measuring a tilt with respect to a plane perpendicular to the plane.

【０００２】[0002]

【従来の技術】半導体の露光装置における面位置検出装
置としては、従来、斜め入射面位置検出装置が多く用い
られている。斜め入射面位置検出装置では、投射レンズ
を通してマスクパターンが転写される位置に設けられた
半導体ウェハの結像面に斜めに入射光が照射される。そ
して、その半導体ウェハの結像面から斜めに反射する反
射光を検出することによって、半導体ウェハの結像面の
位置及び傾きが計測される。2. Description of the Related Art As a surface position detecting device in a semiconductor exposure apparatus, an oblique incident surface position detecting device has been widely used. In the oblique incident surface position detection device, incident light is applied obliquely to an image forming surface of a semiconductor wafer provided at a position where a mask pattern is transferred through a projection lens. Then, by detecting reflected light obliquely reflected from the image forming surface of the semiconductor wafer, the position and inclination of the image forming surface of the semiconductor wafer are measured.

【０００３】図１０は、従来の面位置検出装置が備えら
れた露光装置を示す概略図である。図１０に示される露
光装置では、ウェハを照射する照明装置１０３から、矢
印ＥＸで示される方向に照明光が出射される。照明装置
１０３から出射された照明光の進行方向に、レチクル１
０１、投影光学手段である縮小投射レンズ１０４及び、
ウェハ１０５がこの順番で配置されている。照明装置１
０３及び縮小投射レンズ１０４の共通の光軸ＡＸの方向
をＺ方向とする。Ｚ方向に垂直で、かつ、図１０の紙面
に対して垂直な方向をＸ方向とする。また、Ｚ方向に垂
直で、かつ、図１０の紙面に対して平行な方向をＹ方向
とする。FIG. 10 is a schematic view showing an exposure apparatus provided with a conventional surface position detecting device. In the exposure apparatus shown in FIG. 10, illumination light is emitted from an illumination device 103 that irradiates a wafer in a direction indicated by an arrow EX. In the traveling direction of the illumination light emitted from illumination device 103, reticle 1
01, a reduction projection lens 104 which is a projection optical unit, and
The wafers 105 are arranged in this order. Lighting device 1
03 and the direction of the common optical axis AX of the reduction projection lens 104 are defined as the Z direction. A direction perpendicular to the Z direction and perpendicular to the plane of FIG. 10 is defined as an X direction. A direction perpendicular to the Z direction and parallel to the plane of FIG. 10 is defined as a Y direction.

【０００４】レチクル１０１は、レチクルスキャンステ
ージ１０２に固定されており、レチクルスキャンステー
ジ１０２はＸ方向に走査される。ウェハ１０５は、ウェ
ハチャック１０６の表面に取り付けられている。ウェハ
チャック１０６はＸＹステージ１０７の表面に備えら
れ、ＸＹステージ１０７はＺチルトステージ１０８の表
面に備えられている。The reticle 101 is fixed to a reticle scan stage 102, and the reticle scan stage 102 scans in the X direction. The wafer 105 is mounted on a surface of a wafer chuck 106. The wafer chuck 106 is provided on a surface of an XY stage 107, and the XY stage 107 is provided on a surface of a Z tilt stage 108.

【０００５】上記の露光装置に備えられた面位置検出装
置としては、光スリット投影式のものが用いられてい
る。光スリット投影式の面位置検出装置では、フォーカ
ス用照明装置の光ファイバ１０９の先端から出射される
照明光の進行方向に、集光レンズ１１０、パターン形成
板１１１、投射レンズ１１２及びミラー１１３がこの順
番で並べられている。パターン形成板１１１には、所定
のパターンが形成されている。ミラー１１３は、光ファ
イバ１０９からの照明光をウェハ１０５の表面に向けて
反射するように配置されている。ミラー１１３とウェハ
１０５との間には照射レンズ１１４が配置されており、
ミラー１１３で反射された照明光が、照射レンズ１１４
によってウェハ１０５の結像面に集光される。光ファイ
バ１０９から出射した照明光は、ミラー１１３及び照射
レンズ１１４により光軸ＡＸ及びウェハ１０５に対して
斜めにウェハ１０５の結像面に集光される。[0005] As the surface position detecting device provided in the above-mentioned exposure apparatus, an optical slit projection type is used. In the surface position detecting device of the light slit projection type, the condenser lens 110, the pattern forming plate 111, the projection lens 112, and the mirror 113 are arranged in the traveling direction of the illumination light emitted from the tip of the optical fiber 109 of the focusing illumination device. They are arranged in order. A predetermined pattern is formed on the pattern forming plate 111. The mirror 113 is arranged to reflect the illumination light from the optical fiber 109 toward the surface of the wafer 105. An illumination lens 114 is arranged between the mirror 113 and the wafer 105,
The illumination light reflected by the mirror 113 is applied to the illumination lens 114.
As a result, the light is focused on the image forming surface of the wafer 105. Illumination light emitted from the optical fiber 109 is condensed on the image plane of the wafer 105 obliquely with respect to the optical axis AX and the wafer 105 by the mirror 113 and the irradiation lens 114.

【０００６】さらに、光ファイバ１０９から出射してウ
ェハ１０５の表面で反射した照明光の進行方向に、集光
レンズ１１５及びミラー１１６がこの順番で配置されて
いる。そして、ミラー１１６に入射して反射された照明
光の進行方向に、結像レンズ１１７及び光位置検出素子
１１８がこの順番で配置されている。Further, a condenser lens 115 and a mirror 116 are arranged in this order in the traveling direction of the illumination light emitted from the optical fiber 109 and reflected on the surface of the wafer 105. The imaging lens 117 and the light position detecting element 118 are arranged in this order in the traveling direction of the illumination light that has entered the mirror 116 and reflected.

【０００７】上述した露光装置は演算回路１１９を有し
ており、演算回路１１９には、光位置検出素子１１８で
得られた信号が送られる。また、演算回路１１９から
は、Ｚチルトステージ１０８に制御信号が送られる。[0007] The exposure apparatus described above has an arithmetic circuit 119 to which a signal obtained by the light position detecting element 118 is sent. Further, a control signal is sent from the arithmetic circuit 119 to the Z tilt stage 108.

【０００８】次に、露光装置に備えられた面位置検出装
置の動作について説明する。光ファイバ１０９から出射
された照明光は、集光レンズ１１０を通してパターン形
成板１１１を照明する。パターン形成板１１１を透過し
た照明光は、投射レンズ１１２によってミラー１１３に
投射された後、ミラー１１３によりウェハ１０５の結像
面に向けて反射される。ミラー１１３で反射された照明
光は、照射レンズ１１４によってウェハ１０５の結像面
を照射する。これにより、ウェハ１０５の結像面にパタ
ーン形成板１１１のパターンが、ウェハ１０５の結像面
に光軸ＡＸに対して斜めに投影されて結像する。Next, the operation of the surface position detecting device provided in the exposure apparatus will be described. The illumination light emitted from the optical fiber 109 illuminates the pattern forming plate 111 through the condenser lens 110. The illumination light transmitted through the pattern forming plate 111 is projected onto a mirror 113 by a projection lens 112, and then reflected by the mirror 113 toward an image forming surface of the wafer 105. The illumination light reflected by the mirror 113 illuminates the image forming surface of the wafer 105 by the illumination lens 114. Thus, the pattern of the pattern forming plate 111 is projected on the image forming surface of the wafer 105 obliquely with respect to the optical axis AX to form an image on the image forming surface of the wafer 105.

【０００９】その後、ウェハ１０５で反射された照明光
は、集光レンズ１１５によってミラー１１６に集光され
た後、ミラー１１６で結像レンズ１１７に向けて反射さ
れる。ミラー１１６で反射されて結像レンズ１１７に入
射した照明光は、結像レンズ１１７によって光位置検出
素子１１８の受光面に集光される。これにより、パター
ン形成板１１１のパターンが光位置検出素子１１８の受
光面に再度結像する。After that, the illumination light reflected by the wafer 105 is condensed on a mirror 116 by a condenser lens 115 and then reflected by the mirror 116 toward an image forming lens 117. The illumination light reflected by the mirror 116 and incident on the imaging lens 117 is condensed on the light receiving surface of the light position detecting element 118 by the imaging lens 117. Thereby, the pattern of the pattern forming plate 111 forms an image again on the light receiving surface of the light position detecting element 118.

【００１０】ウェハ１０５が光軸ＡＸの方向に移動する
と、光位置検出素子１１８の受光面の像が、その受光面
と平行な方向に移動することになる。従って、光位置検
出素子１１８の受光面における像の位置を基に演算回路
１１９が算出することによって、ウェハ１０５の結像面
の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂直な面に対
する傾き（以下、チルトとも称する）を検出することが
できる。When the wafer 105 moves in the direction of the optical axis AX, the image on the light receiving surface of the optical position detecting element 118 moves in a direction parallel to the light receiving surface. Therefore, the arithmetic circuit 119 calculates the position based on the position of the image on the light receiving surface of the light position detecting element 118, and thereby the position of the image forming plane of the wafer 105 in the direction of the optical axis AX and the plane perpendicular to the optical axis AX An inclination (hereinafter, also referred to as tilt) can be detected.

【００１１】上述した面位置検出装置によるウェハ１０
５の結像面の計測点は、光ファイバ１０９の１ショット
の領域内に複数あり、それらの計測点から得られたデー
タを比較演算することにより、ウェハ１０５の結像面に
おける計測ショットの領域の、光軸ＡＸ方向の位置及
び、光軸ＡＸに垂直な面に対する傾きが算出される。The wafer 10 by the above-described surface position detecting device
There are a plurality of measurement points on the imaging plane 5 in one shot area of the optical fiber 109. By comparing and calculating data obtained from those measurement points, the measurement shot area on the imaging plane of the wafer 105 is obtained. Are calculated with respect to the position in the optical axis AX direction and the plane perpendicular to the optical axis AX.

【００１２】近年の露光装置としては、ステップ＆スキ
ャン露光装置が用いられつつある。ステップ＆スキャン
露光装置では、露光面積を拡大するために、投射レンズ
にレチクルとウェハとの共役関係を保持させながらレチ
クルをウェハに対して相対的に走査しつつ露光が行われ
る。また、このようなステップ＆スキャン露光装置で
は、ウェハの結像面を計測して得られた信号が、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直接使
われる。そのため、ステージの姿勢を制御する目標値信
号として、できるだけ滑らかな、露光時のスリット領域
に対して平均化された信号が必要とされる。As an exposure apparatus in recent years, a step & scan exposure apparatus is being used. In the step & scan exposure apparatus, in order to enlarge the exposure area, exposure is performed while the reticle is relatively scanned with respect to the wafer while the projection lens holds the conjugate relationship between the reticle and the wafer. In such a step & scan exposure apparatus, a signal obtained by measuring the image plane of the wafer is directly used as a closed loop signal for controlling the attitude of the stage. Therefore, as a target value signal for controlling the attitude of the stage, a signal that is as smooth as possible and averaged over the slit area at the time of exposure is required.

【００１３】ところが、上述した光スリット投影式の面
位置検出装置では、スリットの結像面に対して均一に照
明光を照射すると、その結像面の位置を計測できないた
め結像面の計測領域は必ず離散的になってしまう。しか
も、出願人による実験から、パターン形成板１１１を透
過した細いスリット状の光束がウェハ１０５のエッジ部
の段差に照射された場合、その光束が複数の方向に反射
されて散乱し、大きな検出誤差が生じることがわかっ
た。その問題点を解決する方法として、結像面出装置に
静電容量センサを用いる方法がある。静電容量センサを
用いた面位置検出装置は、光スリット投影式のものと比
較して、検出領域内をほぼ均一に平均化するうえに、ウ
ェハのエッジ部により検出誤差が生じることがなく、応
答性が高いなどの利点を有している。However, in the above-described optical slit projection type surface position detecting device, if illumination light is uniformly irradiated on the image forming surface of the slit, the position of the image forming surface cannot be measured. Always becomes discrete. Moreover, according to an experiment conducted by the applicant, when a thin slit-shaped light beam transmitted through the pattern forming plate 111 is applied to a step at an edge portion of the wafer 105, the light beam is reflected and scattered in a plurality of directions, and a large detection error occurs. Was found to occur. As a method of solving the problem, there is a method of using a capacitance sensor for an image forming device. The surface position detection device using the capacitance sensor averages the detection area almost uniformly as compared with the optical slit projection type, and no detection error occurs due to the edge portion of the wafer, It has advantages such as high responsiveness.

【００１４】図１１は、静電容量センサの検出原理につ
いて説明するための図である。静電容量センサでは、図
１１に示されるように、検出用電極であるセンサ電極２
０１の一面と、計測対象物である導体基板２０２の一面
とが対向するようにセンサ電極２０１及び導体基板２０
２が配置される。センサ電極２０１及び導体基板２０２
には、電流計２０４とオッシレータ２０３とが電気的に
接続されており、導体基板２０２の電位を０Ｖに固定す
るために導体基板２０２が接地されている。また、電流
計２０４によって測定された電流値を用いて、演算手段
である測定器２０５で、センサ電極２０１と導体基板２
０２との間の距離が算出される。FIG. 11 is a diagram for explaining the detection principle of the capacitance sensor. In the electrostatic capacity sensor, as shown in FIG.
01 so that the sensor electrode 201 and the conductor substrate 20 are opposed to each other.
2 are arranged. Sensor electrode 201 and conductive substrate 202
, An ammeter 204 and an oscillator 203 are electrically connected, and the conductor substrate 202 is grounded in order to fix the potential of the conductor substrate 202 to 0V. In addition, using the current value measured by the ammeter 204, the sensor electrode 201 and the conductive
02 is calculated.

【００１５】上述した静電容量センサでは、オッシレー
タ２０３によってセンサ電極２０１と導体基板２０２と
の間に交流電界がかけられ、その時に流れる電流値が電
流計２０４によって測定される。そして、測定器２０５
で、電流計２０４により測定された電流値からセンサ電
極２０１と導電基板２０２との間の静電容量が求められ
る。その後、センサ電極２０１と導電基板２０２との間
の静電容量が、センサ電極２０１と導電基板２０２との
間の距離と反比例する関係から、その静電容量を用いて
センサ電極２０１と導電基板２０２との間の距離が測定
器２０５で算出される。In the above-described capacitance sensor, an alternating electric field is applied between the sensor electrode 201 and the conductive substrate 202 by the oscillator 203, and the current flowing at that time is measured by the ammeter 204. Then, the measuring device 205
Then, the capacitance between the sensor electrode 201 and the conductive substrate 202 is obtained from the current value measured by the ammeter 204. Then, since the capacitance between the sensor electrode 201 and the conductive substrate 202 is inversely proportional to the distance between the sensor electrode 201 and the conductive substrate 202, the sensor electrode 201 and the conductive substrate 202 Is calculated by the measuring device 205.

【００１６】静電容量センサにおいて重要な条件は、計
測対象物が導体であり、かつ、計測対象物が接地されて
いるということである。その条件が満たされていない場
合には、静電容量センサの測定値にオフセットがのった
り、静電容量センサの外部の電場及び磁場の乱れの影響
を静電容量センサが受けやすくなってしまう。An important condition in the capacitance sensor is that the object to be measured is a conductor and the object to be measured is grounded. If the condition is not satisfied, the measured value of the capacitance sensor may be offset or the capacitance sensor may be susceptible to disturbances of electric and magnetic fields outside the capacitance sensor. .

【００１７】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、露光装
置で露光が行われるシリコンウェハは、表面、裏面及び
側面の全体が酸化されてＳｉＯ2膜で全体が覆われたも
のであり、ウェハを接地してそのウェハの電位を０Ｖに
することが困難である。従って、静電容量センサを用い
た従来の面位置検出装置では、ウェハを接地することが
できず、ウェハが電場及び磁場の乱れの影響を受けてし
まうので、ウェハの表面の位置及び傾きを安定的に、し
かも正確に測定することができないという問題点があ
る。実際、出願人の実験により、露光装置のウェハチャ
ックに固定されたウェハは、そのウェハの位置を制御す
るパルスステージや、その他の機器による電場及び磁場
の乱れの影響を受けやすく、電気的に不安定な状態にあ
ることが明らかになっている。However, a silicon wafer to be exposed by an exposure apparatus is one whose front surface, back surface, and side surfaces are entirely oxidized and entirely covered with a SiO 2 film. Therefore, it is difficult to reduce the potential of the wafer to 0V. Therefore, in the conventional surface position detecting device using the capacitance sensor, the wafer cannot be grounded, and the wafer is affected by the disturbance of the electric and magnetic fields, so that the position and inclination of the surface of the wafer can be stabilized. There is a problem that the measurement cannot be performed accurately and accurately. In fact, according to the applicant's experiments, the wafer fixed to the wafer chuck of the exposure apparatus is susceptible to disturbances of the electric field and the magnetic field by the pulse stage for controlling the position of the wafer and other devices, and is electrically insensitive. It is clear that it is in a stable state.

【００１８】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点に鑑み、静電容量センサが用いられた面位置検出装置
において、ウェハの結像面に所定のパターンを結像させ
る投影光学手段の光軸方向におけるウェハの表面の位置
及び、ウェハの表面の、投影光学手段の光軸に垂直なに
対する傾きを計測する際に、電場及び磁場の乱れの影響
を受けず、正確に計測を行える面位置検出方法及び面位
置検出装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems in the prior art, an object of the present invention is to provide a projection optical means for forming a predetermined pattern on an image forming surface of a wafer in a surface position detecting device using a capacitance sensor. When measuring the position of the surface of the wafer in the direction of the optical axis and the inclination of the surface of the wafer with respect to the direction perpendicular to the optical axis of the projection optical means, the surface can be accurately measured without being affected by disturbances of electric and magnetic fields. An object of the present invention is to provide a position detecting method and a surface position detecting device.

【００１９】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、ウェハと、該ウェハの表面に所定のパター
ンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いら
れ、前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて複数
の検出用電極を配置し、前記ウェハの前記検出用電極側
の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記
投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを検出する
面位置検出方法において、前記ウェハの裏面側に導電性
部材を配置すると共に該導電性部材の電位を固定する段
階と、前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部
材との間の静電容量を計測する段階と、前記複数の検出
用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量
と、既知の、前記ウェハと前記導電性部材との間の静電
容量とを基に、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、
前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学
手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する段階とを
有することを特徴とする。According to the present invention, there is provided an exposure apparatus including a wafer and projection optical means for projecting a predetermined pattern onto the surface of the wafer. A plurality of detection electrodes are arranged at a distance from the surface on the side, and the position of the surface of the wafer on the detection electrode side in the optical axis direction of the projection optical unit and the optical axis of the projection optical unit are In a surface position detection method for detecting a tilt with respect to a vertical surface, a step of arranging a conductive member on the back surface side of the wafer and fixing a potential of the conductive member, and each of the plurality of detection electrodes and the conductive Measuring the capacitance between the conductive member, the capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the conductive member, and the known capacitance between the wafer and the conductive member. Based on the capacitance of Of the detecting electrode side surface of the wafer,
Calculating a position of the projection optical unit in the optical axis direction and a tilt of the projection optical unit with respect to a plane perpendicular to the optical axis.

【００２０】上記の発明では、ウェハと、そのウェハの
表面側に配置された複数の検出用電極とを用いて、ウェ
ハの検出用電極側の面の、投影光学手段の光軸方向の位
置及び、その光軸に垂直な面に対する傾きを検出する際
に、ウェハの裏面側に導電性部材を配置すると共に導電
性部材の電位を固定し、複数の検出用電極のそれぞれと
導電性部材との間の静電容量を計測する。そして、計測
して得られた静電容量と、既知の、ウェハと導電性部材
との間の静電容量とを基に、ウェハの検出用電極側の面
の、投影光学手段の光軸方向の位置及び、その光軸に垂
直な面に対する傾きを算出する。ここで、ウェハは検出
用電極と導電性部材との間に挟まれており、かつ、導電
性部材の電位は固定されているので、導電性部材及びウ
ェハが、電場及び磁場の乱れの影響を受けず、電気的に
安定した状態にある。従って、検出用電極のそれぞれと
導電性部材との間の静電容量を安定的に計測することが
できる。In the above invention, the position of the projection optical means in the optical axis direction of the surface of the wafer on the detection electrode side is determined by using the wafer and the plurality of detection electrodes arranged on the front surface side of the wafer. When detecting an inclination with respect to a plane perpendicular to the optical axis, a conductive member is disposed on the back surface side of the wafer and the potential of the conductive member is fixed, and each of the plurality of detection electrodes and the conductive member The capacitance between them is measured. Then, based on the measured capacitance and the known capacitance between the wafer and the conductive member, the direction of the optical axis of the projection optical unit on the surface of the wafer on the detection electrode side is determined. Is calculated, and its inclination with respect to a plane perpendicular to the optical axis is calculated. Here, since the wafer is sandwiched between the detection electrode and the conductive member, and the potential of the conductive member is fixed, the conductive member and the wafer are not affected by the disturbance of the electric field and the magnetic field. Not in a stable state. Therefore, the capacitance between each of the detection electrodes and the conductive member can be stably measured.

【００２１】また、本発明は、表面、裏面及び側面の全
体に酸化膜が形成されたウェハと、該ウェハの表面に所
定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置
に用いられ、前記ウェハの表面側に該表面から距離をお
いて複数の検出用電極を配置し、前記ウェハの前記検出
用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及
び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを
検出する面位置検出方法において、前記ウェハの、前記
検出電極側と反対側の面の酸化膜を除去した後に該面に
金属膜を形成し、かつ、前記ウェハの該金属膜側に、該
金属膜と接触して電気的に接続される導電性部材を配置
すると共に該導電性部材の電位を固定する段階と、前記
複数の検出用電極のそれぞれと前記ウェハとの間の静電
容量を計測する段階と、前記複数の検出用電極のそれぞ
れと前記ウェハとの間の静電容量を基に、前記ウェハの
前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向
の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対す
る傾きを算出する段階とを有することを特徴とする。Further, the present invention is used in an exposure apparatus including a wafer having an oxide film formed on the entire front surface, back surface and side surfaces, and projection optical means for projecting a predetermined pattern on the front surface of the wafer. A plurality of detection electrodes are arranged on the front surface side of the wafer at a distance from the surface, the position of the surface of the wafer on the detection electrode side in the optical axis direction of the projection optical unit, and the position of the projection optical unit In a surface position detection method for detecting an inclination with respect to a surface perpendicular to an optical axis, a metal film is formed on the surface of the wafer after removing an oxide film on a surface opposite to the detection electrode side, and the wafer Disposing a conductive member that is in contact with and electrically connected to the metal film on the side of the metal film and fixing the potential of the conductive member; and To measure the capacitance between A position in the optical axis direction of the projection optical unit on a surface of the wafer on the side of the detection electrode, based on a capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the wafer; Calculating a tilt of the optical means with respect to a plane perpendicular to the optical axis.

【００２２】上記の発明では、ウェハの、検出用電極側
と反対側の面に金属膜を形成し、かつ、ウェハの金属膜
側に配置された導電性部材と、金属膜とを電気的に接続
すると共にその導電性部材の電位を固定するので、ウェ
ハと導電性部材とが金属膜を介して電気的に接続されて
ウェハの電位が固定される。これにより、ウェハが、電
場及び磁場の乱れの影響を受けず、電気的に安定した状
態にある。従って、複数の検出用電極のそれぞれとウェ
ハとの間の静電容量を、安定的に計測することができ
る。In the above invention, the metal film is formed on the surface of the wafer opposite to the detection electrode side, and the conductive film disposed on the metal film side of the wafer and the metal film are electrically connected. Since the connection is made and the potential of the conductive member is fixed, the wafer and the conductive member are electrically connected via the metal film, and the potential of the wafer is fixed. Thereby, the wafer is in an electrically stable state without being affected by the disturbance of the electric and magnetic fields. Therefore, the capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the wafer can be stably measured.

【００２３】さらに、本発明は、表面側に誘電体層を介
して絶縁性のレジスト層が形成されたウェハと、前記レ
ジスト層の表面に所定のパターンを投影する投影光学手
段とを含む露光装置に用いられ、前記ウェハの表面側に
該表面から距離をおいて複数の検出用電極を配置し、該
複数の検出用電極を用いて前記ウェハの前記レジスト層
の一面または他面の、前記投影光学手段の光軸方向の位
置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾
きを検出する面位置検出方法であって、前記ウェハの前
記誘電体層と前記レジスト層との間、または、前記レジ
スト層の、前記ウェハ側と反対側の面に導電性の膜を形
成し、かつ、前記ウェハの裏面側に導電性部材を配置す
ると共に該導電性部材の電位を固定する段階と、前記複
数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静
電容量を計測する段階と、前記複数の検出用電極のそれ
ぞれと前記導電性部材との間の静電容量と、既知の、前
記ウェハの導電性の膜と前記導電性部材との間の静電容
量とを基に、前記ウェハのレジスト層の一面または他面
の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影
光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する段階
とを有する。Further, the present invention provides an exposure apparatus comprising: a wafer having an insulating resist layer formed on a front surface thereof via a dielectric layer; and projection optical means for projecting a predetermined pattern onto the surface of the resist layer. A plurality of detection electrodes are arranged on the front surface side of the wafer at a distance from the surface, and the projection of one surface or the other surface of the resist layer of the wafer is performed using the plurality of detection electrodes. A position in the optical axis direction of the optical means, and a surface position detection method for detecting the inclination of the projection optical means with respect to a plane perpendicular to the optical axis, between the dielectric layer and the resist layer of the wafer, or Forming a conductive film on the surface of the resist layer opposite to the wafer, and arranging a conductive member on the back surface of the wafer and fixing the potential of the conductive member; The plurality of detection electrodes Measuring the capacitance between each and the conductive member, the capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the conductive member, and the known conductivity of the wafer. The position of one or other surface of the resist layer of the wafer in the optical axis direction of the projection optical unit, and the light of the projection optical unit based on the capacitance between the conductive film and the conductive member. Calculating a tilt with respect to a plane perpendicular to the axis.

【００２４】上記の発明では、ウェハの表面側に誘電体
層を介して絶縁性のレジスト層が形成されている場合、
誘電体層とレジスト層との間、または、レジスト層の、
ウェハ側と反対側の面に導電性の膜を形成し、かつ、ウ
ェハの裏面側に導電性部材を配置すると共に導電性部材
の電位を固定する。ここで、ウェハは検出用電極と導電
性部材との間に挟まれており、かつ、導電性部材の電位
が固定されているので、導電性部材、ウェハ及び、ウェ
ハの導電性の膜が電場及び磁場の乱れの影響を受けず、
電気的に安定した状態にある。従って、検出用電極と導
電性部材との間の静電容量を安定的に計測することがで
きる。また、検出用電極と、ウェハの導電性の膜との間
の静電容量を求めて、検出用電極と、ウェハの導電性の
膜との間の距離を正確に計測することができる。これに
より、ウェハのレジスト層の一面または他面の、前記投
影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の
光軸に垂直な面に対する傾きを安定的に、しかも正確に
検出することができる。In the above invention, when the insulating resist layer is formed on the front surface side of the wafer via the dielectric layer,
Between the dielectric layer and the resist layer, or of the resist layer,
A conductive film is formed on the surface opposite to the wafer side, and a conductive member is arranged on the back surface side of the wafer and the potential of the conductive member is fixed. Here, since the wafer is sandwiched between the detection electrode and the conductive member and the potential of the conductive member is fixed, the conductive member, the wafer, and the conductive film of the wafer are subjected to an electric field. And is not affected by the disturbance of the magnetic field,
It is in an electrically stable state. Therefore, the capacitance between the detection electrode and the conductive member can be stably measured. Further, the capacitance between the detection electrode and the conductive film of the wafer can be obtained, and the distance between the detection electrode and the conductive film of the wafer can be accurately measured. This makes it possible to stably and accurately detect the position of one surface or the other surface of the resist layer of the wafer in the optical axis direction of the projection optical unit and the inclination with respect to the surface perpendicular to the optical axis of the projection optical unit. Can be.

【００２５】さらに、本発明は、ウェハと、該ウェハの
表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む
露光装置に用いられ、前記ウェハの表面側に該表面側か
ら距離をおいて配置された複数の検出用電極と、前記ウ
ェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光
軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面
に対する傾きを算出する演算手段とを有する面位置検出
装置において、前記ウェハの裏面側に導電性部材が配置
され、該導電性部材の電位が固定されていることを特徴
とする。Further, the present invention is used for an exposure apparatus including a wafer and projection optical means for projecting a predetermined pattern on the surface of the wafer, and is arranged on the front side of the wafer at a distance from the front side. For calculating the positions of the plurality of detection electrodes thus determined and the surface of the wafer on the detection electrode side in the optical axis direction of the projection optical unit and the inclination with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical unit. A conductive member is disposed on the back side of the wafer, and the potential of the conductive member is fixed.

【００２６】上記の発明では、前述したのと同様に、ウ
ェハは検出用電極と導電性部材との間に挟まれており、
かつ、導電性部材の電位が固定されているので、導電性
部材及びウェハが電場及び磁場の乱れの影響を受けず、
電気的に安定した状態にある。従って、検出用電極のそ
れぞれと導電性部材との間の静電容量を安定的に計測す
ることができる。In the above invention, as described above, the wafer is sandwiched between the detection electrode and the conductive member.
And, since the potential of the conductive member is fixed, the conductive member and the wafer are not affected by the disturbance of the electric and magnetic fields,
It is in an electrically stable state. Therefore, the capacitance between each of the detection electrodes and the conductive member can be stably measured.

【００２７】さらに、前記複数の検出用電極のそれぞれ
と前記導電性部材との間の静電容量と、既知の、前記ウ
ェハと前記導電性部材との間の静電容量とを基に、前記
ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の
光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な
面に対する傾きを前記演算手段が算出することが好まし
い。Further, based on a capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the conductive member and a known capacitance between the wafer and the conductive member, It is preferable that the calculating means calculates the position of the surface on the side of the detection electrode of the wafer in the optical axis direction of the projection optical means and the inclination with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical means.

【００２８】さらに、前記導電性部材として導電基板が
用いられ、該導電基板が前記ウェハに対して略平行に配
置されていることが好ましい。Further, it is preferable that a conductive substrate is used as the conductive member, and the conductive substrate is disposed substantially parallel to the wafer.

【００２９】さらに、前記導電基板の形状及び大きさが
前記ウェハと同等であることが好ましい。Further, it is preferable that the shape and size of the conductive substrate are equal to those of the wafer.

【００３０】さらに、前記ウェハの裏面側に配置されて
前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウ
ェハチャックの材質として導電性のものが用いられるこ
とにより該ウェハチャックが前記導電性部材を構成して
いることが好ましい。Further, there is provided a wafer chuck arranged on the back side of the wafer and fixing the wafer, and the wafer chuck constitutes the conductive member by using a conductive material as the material of the wafer chuck. Is preferred.

【００３１】さらに、本発明は、表面、裏面及び側面の
全体に酸化膜が形成されたウェハと、該ウェハの表面に
所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装
置に用いられ、前記ウェハの表面側に該表面側から距離
をおいて配置された複数の検出用電極と、前記ウェハの
前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向
の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対す
る傾きを算出する演算手段とを有する面位置検出装置に
おいて、前記ウェハの、前記検出用電極側と反対側の面
の酸化膜が除去された後に該面に金属膜が形成され、か
つ、前記ウェハの該金属膜側に、該金属膜と接触して該
金属膜と電気的に接続される導電性部材が配置されると
共に該導電性部材の電位が固定されていることを特徴と
する。Further, the present invention is used in an exposure apparatus which includes a wafer having an oxide film formed on the entire front surface, back surface and side surfaces, and projection optical means for projecting a predetermined pattern on the front surface of the wafer. A plurality of detection electrodes arranged on the front surface side of the wafer at a distance from the front surface side; positions of the surface of the wafer on the detection electrode side in the optical axis direction of the projection optical unit; and the projection optical system Calculating means for calculating a tilt with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the means, wherein the metal film is formed on the surface of the wafer after the oxide film on the side opposite to the detection electrode side is removed. A film is formed, and a conductive member that is in contact with the metal film and is electrically connected to the metal film is arranged on the metal film side of the wafer, and the potential of the conductive member is fixed. It is characterized by having.

【００３２】上記の発明では、前述したのと同様に、ウ
ェハと導電性部材とが金属膜を介して電気的に接続され
てウェハの電位が固定され、ウェハが、電場及び磁場の
乱れの影響を受けず、電気的に安定した状態にある。従
って、複数の検出用電極のそれぞれとウェハとの間の静
電容量を、安定的に計測することができる。In the above invention, similarly to the above, the wafer and the conductive member are electrically connected via the metal film to fix the potential of the wafer, and the wafer is affected by the disturbance of the electric field and the magnetic field. And is in an electrically stable state. Therefore, the capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the wafer can be stably measured.

【００３３】さらに、前記複数の検出用電極のそれぞれ
と前記ウェハとの間の静電容量を基に、前記ウェハの前
記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の
位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する
傾きを前記演算手段が算出することが好ましい。Further, based on the capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the wafer, the position of the surface of the wafer on the detection electrode side in the optical axis direction of the projection optical means and Preferably, the calculating means calculates an inclination of the projection optical means with respect to a plane perpendicular to the optical axis.

【００３４】さらに、前記ウェハの裏面側に配置されて
前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウ
ェハチャックの材質として導電性のものが用いられるこ
とにより該ウェハチャックが前記導電性部材を構成して
いることが好ましい。Further, there is provided a wafer chuck arranged on the back side of the wafer to fix the wafer, and the wafer chuck constitutes the conductive member by using a conductive material as the material of the wafer chuck. Is preferred.

【００３５】さらに、前記ウェハの裏面側に配置されて
前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウ
ェハチャックに導体部分が部分的に形成されることによ
り該導体部分が前記導電性部材を構成していることが好
ましい。Further, there is provided a wafer chuck arranged on the back side of the wafer and fixing the wafer, and a conductor portion is partially formed on the wafer chuck, whereby the conductor portion constitutes the conductive member. Is preferred.

【００３６】さらに、前記ウェハの裏面側に配置されて
前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウ
ェハチャックの、少なくとも前記ウェハの金属膜と接触
する部分に導電性の膜が形成されることにより該導電性
の膜が前記導電性部材を構成していることが好ましい。Further, a wafer chuck disposed on the back side of the wafer and fixing the wafer is provided, and a conductive film is formed on at least a portion of the wafer chuck that contacts the metal film of the wafer. It is preferable that the conductive film forms the conductive member.

【００３７】さらに、本発明は、表面側に誘電体層を介
して絶縁性のレジスト層が形成されたウェハと、前記レ
ジスト層の表面に所定のパターンを投影する投影光学手
段とを含む露光装置に用いられ、前記ウェハの表面側に
該表面から距離をおいて配置された複数の検出用電極
と、前記複数の検出用電極を用いて前記ウェハの前記レ
ジスト層の一面または他面の、前記投影光学手段の光軸
方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に
対する傾きを算出する演算手段とを有し、前記ウェハの
前記誘電体層と前記レジスト層との間、または、前記レ
ジスト層の、前記ウェハ側と反対側の面に導電性の膜が
形成され、かつ、前記ウェハの裏面側に導電性部材が配
置されると共に該導電性部材の電位が固定されている面
位置検出装置。Further, the present invention provides an exposure apparatus comprising: a wafer having an insulating resist layer formed on the surface side via a dielectric layer; and projection optical means for projecting a predetermined pattern onto the surface of the resist layer. A plurality of detection electrodes arranged on the front surface side of the wafer at a distance from the surface, one surface or the other surface of the resist layer of the wafer using the plurality of detection electrodes, A position in the direction of the optical axis of the projection optical unit, and an arithmetic unit for calculating the inclination of the projection optical unit with respect to a plane perpendicular to the optical axis, between the dielectric layer and the resist layer of the wafer, or A conductive film is formed on a surface of the resist layer opposite to the wafer side, and a conductive member is disposed on a back surface side of the wafer and a potential of the conductive member is fixed. Surface position detection device.

【００３８】上記の発明では、前述したのと同様に、ウ
ェハの表面側に誘電体層を介して絶縁性のレジスト層が
形成されている場合、ウェハは検出用電極と導電性部材
との間に挟まれ、かつ、導電性部材の電位が固定されて
いるので、導電性部材、ウェハ及び、ウェハの導電性の
膜が電場及び磁場の乱れの影響を受けず、電気的に安定
した状態にある。従って、検出用電極と導電性部材との
間の静電容量を安定的に計測することができる。また、
ウェハの誘電体層とレジスト層との間、または、レジス
ト層の、ウェハ側と反対側の面に導電性の膜が形成され
ることにより、検出用電極と、ウェハの導電性の膜との
間の静電容量を求めて、検出用電極と、ウェハの導電性
の膜との間の距離を正確に計測することができる。これ
により、ウェハのレジスト層の一面または他面の、前記
投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段
の光軸に垂直な面に対する傾きを安定的に、しかも正確
に検出することができる。In the above invention, as described above, when an insulating resist layer is formed on the front side of the wafer via a dielectric layer, the wafer is placed between the detection electrode and the conductive member. And the potential of the conductive member is fixed, so that the conductive member, the wafer, and the conductive film of the wafer are not affected by the disturbance of the electric and magnetic fields, and are in an electrically stable state. is there. Therefore, the capacitance between the detection electrode and the conductive member can be stably measured. Also,
By forming a conductive film between the dielectric layer and the resist layer of the wafer or on the surface of the resist layer opposite to the wafer side, the detection electrode and the conductive film of the wafer are formed. The capacitance between the detection electrode and the conductive film on the wafer can be accurately measured by determining the capacitance between the electrodes. This makes it possible to stably and accurately detect the position of one surface or the other surface of the resist layer of the wafer in the optical axis direction of the projection optical unit and the inclination with respect to the surface perpendicular to the optical axis of the projection optical unit. Can be.

【００３９】さらに、前記複数の検出用電極のそれぞれ
と前記導電性部材との間の静電容量と、既知の、前記ウ
ェハの導電性の膜と前記導電性部材との間の静電容量と
を基に、前記ウェハのレジスト層の一面または他面の、
光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な
面に対する傾きを前記演算手段が算出することが好まし
い。Further, the capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the conductive member, and the known capacitance between the conductive film of the wafer and the conductive member, Based on the one or other surface of the resist layer of the wafer,
It is preferable that the calculating means calculates the position in the optical axis direction and the inclination of the projection optical means with respect to a plane perpendicular to the optical axis.

【００４０】さらに、前記ウェハの裏面側に配置されて
前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウ
ェハチャックの材質として導電性のものが用いられるこ
とにより該ウェハチャックが前記導電性部材を構成して
いることが好ましい。Further, there is provided a wafer chuck arranged on the back side of the wafer and fixing the wafer, and the wafer chuck constitutes the conductive member by using a conductive material as the material of the wafer chuck. Is preferred.

【００４１】[0041]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【００４２】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置を
示す概略図である。本実施形態の面位置検出装置として
は、静電容量センサと同様な構成のものが用いられてい
る。(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic view showing an exposure apparatus provided with a surface position detecting device according to a first embodiment of the present invention. As the surface position detection device of the present embodiment, a device having the same configuration as the capacitance sensor is used.

【００４３】本実施形態の面位置検出装置が備えられた
露光装置では、図１に示すように、ウェハに照明光を照
射する照明装置３が備えられている。照明装置３から出
射される照明光の進行方向に、レチクル１、投影光学手
段である縮小投射レンズ４及び、ウェハ５がこの順番で
配置されている。ウェハ５の全体は、後述するように酸
化膜で覆われている。照明装置３及び縮小投射レンズ４
の共通の光軸ＡＸの方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直
で、かつ、図１の紙面に対して平行な方向をＸ方向とす
る。また、Ｚ方向に垂直で、かつ、図１の紙面に対して
垂直な方向をＹ方向とする。レチクル１はレチクルスキ
ャンステージ２に固定されており、レチクルスキャンス
テージ２によってレチクル１がＸ方向に走査される。レ
チクル１には、ウェハ５の表面に結像される所定のパタ
ーンが形成されている。In the exposure apparatus provided with the surface position detecting device of the present embodiment, as shown in FIG. 1, an illuminating device 3 for irradiating the wafer with illumination light is provided. In the traveling direction of the illumination light emitted from the illumination device 3, a reticle 1, a reduction projection lens 4 as projection optical means, and a wafer 5 are arranged in this order. The entire wafer 5 is covered with an oxide film as described later. Illumination device 3 and reduction projection lens 4
The direction of the common optical axis AX is defined as the Z direction, and the direction perpendicular to the Z direction and parallel to the plane of FIG. 1 is defined as the X direction. A direction perpendicular to the Z direction and perpendicular to the plane of FIG. 1 is defined as a Y direction. The reticle 1 is fixed to a reticle scan stage 2, and the reticle 1 is scanned in the X direction by the reticle scan stage 2. The reticle 1 has a predetermined pattern formed on the surface of the wafer 5.

【００４４】縮小投射レンズ４のウェハ５側の端部に
は、検出用電極であるセンサ電極２０ａ及び２０ａ’が
センサ固定用治具２１によって取り付けられている。セ
ンサ電極２０ａ及び２０ａ’はＸ方向に並べられてい
る。図２に基づいて後述するように、センサ電極２０ａ
及び２０ａ’以外にも、複数のセンサ電極がセンサ固定
用治具２１によって縮小投射レンズ４のウェハ５側の端
部に取り付けられている。Ｙ方向には少なくとも２つの
センサ電極が並ぶようにそれぞれのセンサ電極が配置さ
れていて、ＸＹステージ７をＸ方向に走査して、ウェハ
５の傾きωｘ（以下、チルトωｘとも称する）の検出を
行う。センサ固定用治具２１をアルミなどの金属材料で
形成し、センサ固定用治具２１を予め接地しておく。こ
れにより、センサ電極をセンサ固定用治具２１を介して
接地することができる。Sensor electrodes 20 a and 20 a ′ serving as detection electrodes are attached to the end of the reduction projection lens 4 on the wafer 5 side by a sensor fixing jig 21. The sensor electrodes 20a and 20a 'are arranged in the X direction. As described later with reference to FIG. 2, the sensor electrode 20a
And 20a ′, a plurality of sensor electrodes are attached to the end of the reduction projection lens 4 on the wafer 5 side by a sensor fixing jig 21. The sensor electrodes are arranged so that at least two sensor electrodes are arranged in the Y direction. The XY stage 7 scans in the X direction to detect the inclination ωx (hereinafter, also referred to as tilt ωx) of the wafer 5. Do. The sensor fixing jig 21 is formed of a metal material such as aluminum, and the sensor fixing jig 21 is grounded in advance. Thereby, the sensor electrode can be grounded via the sensor fixing jig 21.

【００４５】一方、ウェハ５はウェハチャック６に固定
されている。図１では、ウェハチャック６がＸＹステー
ジ７の表面に取り付けられているように示されている
が、図２に基づいて後述するようにウェハチャック６は
導体基板を介してＸＹステージ７の表面に取り付けられ
ている。ＸＹステージ７はＺチルトステージ８の表面に
備えられている。On the other hand, the wafer 5 is fixed to a wafer chuck 6. FIG. 1 shows that the wafer chuck 6 is attached to the surface of the XY stage 7, but as will be described later with reference to FIG. Installed. The XY stage 7 is provided on the surface of the Z tilt stage 8.

【００４６】また、露光装置には、演算手段としての制
御回路２２が備えられている。制御回路２２には、縮小
投射レンズ４に取り付けられたそれぞれのセンサ電極か
ら、周波数が０〜十数kHzの検出信号２３が送られる。
制御回路２２からは、制御信号２４がＺチルトステージ
８に送られる。Further, the exposure apparatus is provided with a control circuit 22 as arithmetic means. To the control circuit 22, a detection signal 23 having a frequency of 0 to several tens kHz is sent from each sensor electrode attached to the reduction projection lens 4.
A control signal 24 is sent from the control circuit 22 to the Z tilt stage 8.

【００４７】縮小投射レンズ４に取り付けられたそれぞ
れの静電センサによってウェハ５の光軸ＡＸ方向の位置
を直接計測することができないので、それぞれの静電セ
ンサは、ウェハ５の位置を測定するためのプリ計測を行
う。図１の紙面で右方向にウェハ５をＸＹステージ７に
よりスキャンする場合にセンサ電極２０ａが用いられ、
図１の紙面で左方向にウェハ５をＸＹステージ７により
スキャンする場合にセンサ電極２０ａ’が用いられる。Since the position of the wafer 5 in the direction of the optical axis AX cannot be directly measured by the respective electrostatic sensors attached to the reduction projection lens 4, each of the electrostatic sensors measures the position of the wafer 5. Pre-measurement. The sensor electrode 20a is used when the wafer 5 is scanned by the XY stage 7 rightward on the paper of FIG.
When the wafer 5 is scanned by the XY stage 7 in the left direction on the paper of FIG. 1, the sensor electrode 20a 'is used.

【００４８】図２は、図１に示した露光装置の部分拡大
図であり、図２では、縮小投射レンズ４とＺチルトステ
ージ８との間の部分が示されている。また、この図２は
図１に示される矢印Ａの方向から見た図であり、図２の
紙面に対して垂直な方向がＸ方向となっている。FIG. 2 is a partially enlarged view of the exposure apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 2 shows a portion between the reduction projection lens 4 and the Z tilt stage 8. FIG. 2 is a view as seen from the direction of arrow A shown in FIG. 1, and the direction perpendicular to the plane of FIG. 2 is the X direction.

【００４９】図２に示すように、ウェハ５の、表面、裏
面及び側面の全体には酸化膜５ａが形成されている。縮
小投射レンズ４のウェハ５側の端部には、検出用電極で
あるセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃがセンサ固定用
治具２１によって取り付けられていて、センサ電極２０
ａ，２０ｂ，２０ｃはＹ方向に並べられている。センサ
電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃを用いて、ウェハ５のセン
サ電極側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸ方
向に垂直な面に対する傾きが検出される。センサ電極２
０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれの出力をＳ1、Ｓ2、Ｓ
3とし、センサ電極２０ａとセンサ電極２０ｃとの距離
をＬとすると、ウェハ５のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，
２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置Ｚ［μｍ］及び、
光軸ＡＸ方向に垂直な面に対する傾きであるチルトωｘ
［ｒａｄ］は下記の式で求められる。As shown in FIG. 2, an oxide film 5a is formed on the entire front, back and side surfaces of the wafer 5. Sensor electrodes 20a, 20b, and 20c, which are detection electrodes, are attached to an end of the reduction projection lens 4 on the wafer 5 side by a sensor fixing jig 21.
a, 20b, and 20c are arranged in the Y direction. Using the sensor electrodes 20a, 20b, and 20c, the position of the surface of the wafer 5 on the sensor electrode side in the optical axis AX direction and the inclination with respect to the surface perpendicular to the optical axis AX direction are detected. Sensor electrode 2
0a, 20b, and 20c are output as S 1 , S 2 , S
3 , and the distance between the sensor electrode 20a and the sensor electrode 20c is L, the sensor electrodes 20a, 20b,
The position Z [μm] of the surface on the 20c side in the optical axis AX direction, and
Tilt ωx which is a tilt with respect to a plane perpendicular to the optical axis AX direction
[Rad] is obtained by the following equation.

【００５０】 Ｚ ＝ Ｓ2 ［μｍ］ あるいは （Ｓ1＋Ｓ2＋Ｓ3）／３ ［μｍ］ ・・・・・（１） ωｘ ＝ （Ｓ1−Ｓ3）／Ｌ ［ｒａｄ］ ・・・・・（２）Z = S 2 [μm] or (S 1 + S 2 + S 3 ) / 3 [μm] (1) ωx = (S 1 −S 3 ) / L [rad]・ (2)

【００５１】ウェハ５を固定するウェハチャック６とし
ては真空チャックが用いられている。ウェハチャック６
の、ウェハ５が取り付けられる面には、接触抵抗を少な
くするために微少な突起が多数形成されている。ウェハ
チャック６の材質としては、従来の露光装置に用いられ
たウェハチャックと同様に、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）など
の絶縁性のものが用いられている。As the wafer chuck 6 for fixing the wafer 5, a vacuum chuck is used. Wafer chuck 6
On the surface on which the wafer 5 is mounted, a large number of fine projections are formed to reduce the contact resistance. As the material of the wafer chuck 6, an insulating material such as Al 2 O 3 (alumina) is used similarly to the wafer chuck used in the conventional exposure apparatus.

【００５２】また、ウェハチャック６は、導電性部材で
ある導体基板２５を介してＸＹステージ７の表面に取り
付けられている。この導体基板２５の形状及び大きさは
ウェハ５とほぼ同じであり、ウェハ５と導体基板２５と
がウェハチャック６を介して互いにほぼ平行となるよう
に導体基板２５が配置されている。そして、導体基板２
５が接地されて導体基板２５の電位が固定されている。The wafer chuck 6 is mounted on the surface of the XY stage 7 via a conductive substrate 25 which is a conductive member. The shape and size of the conductive substrate 25 are substantially the same as those of the wafer 5, and the conductive substrate 25 is arranged so that the wafer 5 and the conductive substrate 25 are substantially parallel to each other via the wafer chuck 6. And the conductive substrate 2
5 is grounded, and the potential of the conductor substrate 25 is fixed.

【００５３】図３は、本実施形態の面位置検出装置の等
価回路を示す図である。本実施形態の面位置検出装置で
は、従来の技術の図１１に示した回路と異なり、面位置
検出装置の回路が、図３に示すような回路と等価とな
る。図３に示すように、本実施形態の面位置検出装置の
等価回路では、センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのう
ち任意のセンサ電極と、ウェハ５との間の静電容量をＣ
S1とし、ウェハ５と導体基板２５との間の静電容量をＣ
C1とすると、静電容量ＣS1と静電容量ＣC1とが直列に接
続された状態となる。そして、直列に接続された静電容
量ＣC1及びＣS1にオッシレータ３１及び電流計３２が電
気的に接続されている。FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of the surface position detecting device of the present embodiment. In the surface position detecting device of the present embodiment, unlike the circuit of the related art shown in FIG. 11, the circuit of the surface position detecting device is equivalent to the circuit shown in FIG. As shown in FIG. 3, in the equivalent circuit of the surface position detecting device of the present embodiment, the capacitance between any one of the sensor electrodes 20a, 20b, and 20c and the wafer 5 is represented by C
S1 and the capacitance between the wafer 5 and the conductive substrate 25 is C
When C1 is set, the capacitance C S1 and the capacitance C C1 are connected in series. The oscillator 31 and the ammeter 32 are electrically connected to the capacitances C C1 and C S1 connected in series.

【００５４】面位置検出装置による計測では、静電容量
ＣS1が変数であり、静電容量ＣC1が定数である。また、
面位置検出装置は、静電容量ＣC1及びＣS1の合成静電容
量である、前記任意のセンサ電極と、導電基板２５との
間の静電容量を測定することになる。従って、静電容量
ＣC1を予め実測によって測定しておき、露光装置固有の
オフセットとして静電容量ＣC1を事前に決定しておく必
要がある。センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞ
れのセンサ電極と導電基板２５との間の静電容量及び、
静電容量ＣC1を基に、ウェハ５のセンサ電極２０ａ，２
０ｂ，２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸
ＡＸに垂直な面に対する傾きが制御回路２２で算出され
る。ここで、センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのうち
任意のセンサ電極とウェハ５との間の静電容量が前記任
意のセンサ電極とウェハ５との間の距離に反比例する関
係から、制御回路２２が算出を行う。In the measurement by the surface position detecting device, the capacitance C S1 is a variable, and the capacitance C C1 is a constant. Also,
The surface position detection device measures the capacitance between the arbitrary sensor electrode and the conductive substrate 25, which is the combined capacitance of the capacitances C C1 and C S1 . Therefore, the capacitance C C1 needs to be measured in advance by actual measurement, and the capacitance C C1 needs to be determined in advance as an offset unique to the exposure apparatus. The capacitance between each of the sensor electrodes 20a, 20b, 20c and the conductive substrate 25;
Based on the capacitance C C1 , the sensor electrodes 20 a, 2
The position of the surface on the side of 0b, 20c in the direction of the optical axis AX and the inclination with respect to the surface perpendicular to the optical axis AX are calculated by the control circuit 22. Here, since the capacitance between any one of the sensor electrodes 20a, 20b, and 20c and the wafer 5 is inversely proportional to the distance between the arbitrary sensor electrode and the wafer 5, the control circuit 22 Perform the calculation.

【００５５】このような面位置検出装置では、導体基板
２５が用いられていることによってウェハ５がセンサ電
極２０ａ，２０ｂ，２０ｃと導体基板２５との間に挟ま
れ、かつ、導体基板２５に電位が固定されているので、
ウェハ５が、ＸＹステージ７及びＺチルトステージ８に
よる電場及び磁場の乱れの影響を受けず、電気的に安定
した状態にある。従って、静電容量ＣC1という余分なフ
ァクターが加わるものの、ウェハ５が面位置検出装置の
回路の一構成要素となってウェハ５の電位を固定するこ
とができる。これにより、ウェハ５のセンサ電極２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及
び、光軸ＡＸ方向と垂直な面に対する傾きを検出する際
に、導体基板２５及びウェハ５がＸＹステージ７及びＺ
チルトステージ８などによる電場及び磁場の乱れの影響
を受けることが抑えられる。その結果、ウェハ５の電位
が固定されていない場合よりもはるかに安定して検出を
行うことができる。In such a surface position detecting device, since the conductor substrate 25 is used, the wafer 5 is sandwiched between the sensor electrodes 20a, 20b, and 20c and the conductor substrate 25, and the conductor substrate 25 has a potential. Is fixed, so
The wafer 5 is in an electrically stable state without being affected by the disturbance of the electric and magnetic fields by the XY stage 7 and the Z tilt stage 8. Therefore, although an extra factor of the capacitance C C1 is added, the wafer 5 can be a component of the circuit of the surface position detecting device and fix the potential of the wafer 5. Thereby, the sensor electrode 20 of the wafer 5
When detecting the position of the surface on the side of a, 20b, 20c in the direction of the optical axis AX and the inclination with respect to the surface perpendicular to the direction of the optical axis AX, the conductor substrate 25 and the wafer 5 move the XY stage 7 and the Z
The influence of disturbance of the electric and magnetic fields due to the tilt stage 8 and the like is suppressed. As a result, the detection can be performed much more stably than when the potential of the wafer 5 is not fixed.

【００５６】（第２の実施の形態）図４は、本実施形態
の面位置検出装置について説明するための露光装置の部
分拡大図である。本実施形態の面位置検出装置では、第
１の実施形態と比較して、ウェハチャックの材質が異な
り、そのウェハチャックが、導体基板を用いずにＸＹス
テージに直接固定されている点が異なっている。以下で
は、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。ま
た、図４では、第１の実施形態と同一の構成部品に同一
の符号を付してある。(Second Embodiment) FIG. 4 is a partially enlarged view of an exposure apparatus for explaining a surface position detecting apparatus of the present embodiment. The surface position detecting device of the present embodiment is different from the first embodiment in that the material of the wafer chuck is different and that the wafer chuck is directly fixed to the XY stage without using a conductor substrate. I have. The following description focuses on the differences from the first embodiment. In FIG. 4, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【００５７】本実施形態の面位置検出装置が備えられた
露光装置では、図４に示すように、ＴｉＯ2やＳｉＣな
どの導電性の材質で形成された、導電性部材としてのウ
ェハチャック４６がＸＹステージ７の表面に直接取り付
けられている。また、ウェハチャック４６としては、第
１の実施形態で用いたウェハチャック６と同様に真空チ
ャックが用いられており、ウェハチャック６の、ＸＹス
テージ７側と反対側の面に微少な突起が多数形成されて
いる。このようなウェハチャック４６が接地されてウェ
ハチャック４６の電位が固定されている。縮小投射レン
ズ４のウェハ５側の端部に取り付けられたセンサ電極２
０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれと、ウェハチャック４
６との間の静電容量を基に、ウェハ５のセンサ電極側の
面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂直な面に
対する傾きが演算手段（不図示）で算出される。In the exposure apparatus provided with the surface position detecting device of this embodiment, as shown in FIG. 4, a wafer chuck 46 as a conductive member formed of a conductive material such as TiO 2 or SiC is provided. It is directly attached to the surface of the XY stage 7. As the wafer chuck 46, a vacuum chuck is used similarly to the wafer chuck 6 used in the first embodiment, and a large number of fine projections are formed on the surface of the wafer chuck 6 opposite to the XY stage 7 side. Is formed. Such a wafer chuck 46 is grounded, and the potential of the wafer chuck 46 is fixed. Sensor electrode 2 attached to end of reduction projection lens 4 on the side of wafer 5
0a, 20b, 20c and the wafer chuck 4
6, the position of the surface of the wafer 5 on the sensor electrode side in the direction of the optical axis AX and the inclination with respect to the surface perpendicular to the optical axis AX are calculated by the calculating means (not shown). .

【００５８】本実施形態の面位置検出装置の検出原理
は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態の
ものよりも本実施形態の面位置検出装置の方が、ウェハ
５とウェハチャック４６との間に介在する誘電体層とし
ての酸化膜５ａの厚みが薄いので、本実施形態の面位置
検出装置の方が、第１の実施形態のものよりも安定して
検出を行うことができる。The principle of detection of the surface position detecting device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the surface position detecting device of the present embodiment is more suitable for the wafer 5 than for the first embodiment. Since the thickness of the oxide film 5a as a dielectric layer interposed between the wafer and the wafer chuck 46 is thin, the surface position detecting device of the present embodiment can perform detection more stably than that of the first embodiment. It can be carried out.

【００５９】（第３の実施の形態）図５は、本発明の第
３の実施形態の面位置検出装置について説明するための
部分拡大図である。本実施形態の面位置検出方法では、
第２の実施形態と比較して、ウェハの酸化膜が除去され
ることと、演算手段での算出方法とが異なっている。図
５では、第２の実施形態と同一の構成部品に同一の符号
を付してある。以下では、第２の実施形態の面位置検出
方法と異なる点を中心に説明する。(Third Embodiment) FIG. 5 is a partially enlarged view for explaining a surface position detecting device according to a third embodiment of the present invention. In the surface position detection method of the present embodiment,
As compared with the second embodiment, the difference is that the oxide film of the wafer is removed and the calculation method by the calculation means is different. In FIG. 5, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals. The following description focuses on differences from the surface position detection method of the second embodiment.

【００６０】本実施形態の面位置検出装置では、図５に
示すように、ウェハ１５のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，
２０ｃ側の面及び、ウェハ１５の側面に酸化膜１５ａが
形成され、かつ、ウェハ１５のウェハチャック４６側の
面にアルミなどの金属膜（不図示）が蒸着されている。
ウェハ１５のウェハチャック４６側の面には予め酸化膜
が形成されていたが、その酸化膜をエッチングなどで除
去した後にウェハ１５の、露出した面に金属膜を形成す
る。In the surface position detecting device of this embodiment, as shown in FIG. 5, the sensor electrodes 20a, 20b,
An oxide film 15a is formed on the surface on the side of 20c and on the side surface of the wafer 15, and a metal film (not shown) such as aluminum is deposited on the surface of the wafer 15 on the side of the wafer chuck 46.
An oxide film is previously formed on the surface of the wafer 15 on the side of the wafer chuck 46. After removing the oxide film by etching or the like, a metal film is formed on the exposed surface of the wafer 15.

【００６１】そして、ウェハ１５に形成された金属膜が
ウェハチャック４６に接触するようにして、ウェハ１５
がウェハチャック４６によって固定されている。従っ
て、ウェハ１５が、ウェハ１５に形成された金属膜を介
してウェハチャック４６と電気的に接続される。これに
より、ウェハ１５が、ウェハ１５の金属膜及び、ウェハ
チャック４６を介して接地され、ウェハ１５の電位が０
Ｖに完全に固定される。従って、ウェハ１５が、ＸＹス
テージ７及びＺチルトステージ８などによる電場及び磁
場の乱れの影響を受けず、電気的に安定した状態にあ
る。Then, the metal film formed on the wafer 15 is brought into contact with the wafer chuck 46 so that the wafer 15
Are fixed by a wafer chuck 46. Therefore, the wafer 15 is electrically connected to the wafer chuck 46 via the metal film formed on the wafer 15. As a result, the wafer 15 is grounded via the metal film of the wafer 15 and the wafer chuck 46, and the potential of the wafer 15 becomes zero.
It is completely fixed to V. Therefore, the wafer 15 is in an electrically stable state without being affected by the disturbance of the electric and magnetic fields due to the XY stage 7 and the Z tilt stage 8.

【００６２】このような面位置検出装置では、センサ電
極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれとウェハ１５との
間の静電容量を基に、ウェハ１５のセンサ電極２０ａ，
２０ｂ，２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光
軸ＡＸに垂直な面に対する傾きが演算手段によって算出
される。In such a surface position detecting device, the sensor electrodes 20a, 20b, 20c of the wafer 15 are determined based on the capacitance between each of the sensor electrodes 20a, 20b, 20c and the wafer 15.
The position of the surface on the side of 20b, 20c in the direction of the optical axis AX and the inclination with respect to the surface perpendicular to the optical axis AX are calculated by the calculating means.

【００６３】上述した本実施形態の面位置検出装置で
は、第２の実施形態で説明したようなウェハ５の酸化膜
５ａを除去しない方法と比較して、ウェハごとの電位の
ばらつきがなくなり、その上、センサ電極２０ａ，２０
ｂ，２０ｃのそれぞれのセンサ電極から、ウェハ１５の
センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側の面までの距離を
正確に測定でき、ウェハ１５の厚みむらの影響がなくな
る。In the surface position detecting device of the present embodiment described above, the variation in the potential of each wafer is reduced compared to the method of not removing the oxide film 5a of the wafer 5 as described in the second embodiment. Top, sensor electrodes 20a, 20
The distance from each of the sensor electrodes b and 20c to the surface of the wafer 15 on the side of the sensor electrodes 20a, 20b and 20c can be accurately measured, and the influence of uneven thickness of the wafer 15 is eliminated.

【００６４】（第４の実施の形態）図６は、本発明の第
４の実施形態の面位置検出装置について説明するための
部分拡大図である。本実施形態の面位置検出装置では、
第２の実施形態と比較して、ウェハの表面側に誘電体層
を介して絶縁性のレジスト層が形成されていることと、
演算部での算出方法とが異なっている。図６（ａ）が、
面位置検出装置が備えられた露光装置の部分拡大図であ
り、図６（ｂ）が、図６（ａ）のＤ部の部分拡大図であ
る。図６では、第２の実施形態と同一の構成部品に同一
の符号を付してある。以下では、第２の実施形態の結像
面検出装置と異なる点を中心に説明する。(Fourth Embodiment) FIG. 6 is a partially enlarged view for explaining a surface position detecting device according to a fourth embodiment of the present invention. In the surface position detection device of the present embodiment,
In comparison with the second embodiment, an insulating resist layer is formed on the front side of the wafer via a dielectric layer;
The calculation method in the calculation unit is different. FIG. 6 (a)
FIG. 6B is a partially enlarged view of the exposure apparatus provided with the surface position detecting device, and FIG. 6B is a partially enlarged view of a portion D in FIG. 6A. In FIG. 6, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals. The following description focuses on differences from the imaging plane detection device of the second embodiment.

【００６５】本実施形態の面位置検出装置で用いられる
ウェハの表面側にはレジスト層が形成されている。ウェ
ハにレジスト層を形成するレジストプロセスとして、２
層レジストプロセスが用いられている。その２層レジス
トプロセスでは、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すよう
に、ウェハ５４のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側
の表面に、誘電体層であるプロセス層５３を介して下層
レジスト５２が形成され、下層レジスト５２の、プロセ
ス層５３側と反対側の面に上層レジスト５１が形成され
ている。下層レジスト５２が導電性のレジストの膜であ
り、上層レジスト５１が絶縁性のレジスト層である。A resist layer is formed on the front side of the wafer used in the surface position detecting device of this embodiment. As a resist process for forming a resist layer on a wafer, 2
A layer resist process has been used. In the two-layer resist process, as shown in FIGS. 6A and 6B, a lower layer is formed on the surface of the wafer 54 on the sensor electrode 20a, 20b, 20c side via a process layer 53 which is a dielectric layer. A resist 52 is formed, and an upper resist 51 is formed on a surface of the lower resist 52 opposite to the process layer 53 side. The lower resist 52 is a conductive resist film, and the upper resist 51 is an insulating resist layer.

【００６６】図７は、本実施形態の面位置検出装置の等
価回路を示す図である。図７に示される等価回路では、
縮小投射レンズ４の端部に取り付けられたセンサ電極
と、下層レジスト５２との間の静電容量をＣS2とし、下
層レジスト５２とウェハ５４との間に挟まれるプロセス
層５３の静電容量をＣPとし、また、ウェハ５４とウェ
ハチャック４６との間の静電容量をＣC2としている。図
７に示すように、静電容量ＣS2と静電容量ＣC2との間に
静電容量ＣPが入るようにして、静電容量ＣS2，ＣP，Ｃ
C2が直列に接続された状態となる。そして、直列に接続
された静電容量ＣS2，ＣP，ＣC2にオッシレータ３１及
び電流計３２が電気的に接続されている。FIG. 7 is a diagram showing an equivalent circuit of the surface position detecting device of this embodiment. In the equivalent circuit shown in FIG.
The capacitance between the sensor electrode attached to the end of the reduction projection lens 4 and the lower resist 52 is C S2, and the capacitance of the process layer 53 sandwiched between the lower resist 52 and the wafer 54 is C P, and the capacitance between the wafer 54 and the wafer chuck 46 is C C2 . As shown in FIG. 7, the capacitance C P is inserted between the capacitance C S2 and the capacitance C C2 so that the capacitances C S2 , C P , C
C2 is connected in series. An oscillator 31 and an ammeter 32 are electrically connected to the capacitances C S2 , C P , and C C2 connected in series.

【００６７】静電容量ＣPは、プロセス層５３を形成す
るプロセスごとに変化する。従って、ウェハ５４の露光
を行う前に、静電容量ＣP及びＣC2の合成静電容量によ
り決定されるオフセット値を事前に計測しておく必要が
ある。静電容量ＣP及びＣC2の合成静電容量は、下層レ
ジスト５２とウェハチャック４６との間の静電容量であ
る。[0067] capacitance C P is changed for each process of forming a process layer 53. Therefore, it is necessary to measure beforehand the offset value determined by the combined capacitance of the capacitances C P and C C2 before exposing the wafer 54. The combined capacitance of the capacitances C P and C C2 is the capacitance between the lower resist 52 and the wafer chuck 46.

【００６８】センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれ
ぞれとウェハチャック４６との間の静電容量及び、下層
レジスト５２とウェハチャック４６との間の静電容量を
基に、下層レジスト５２のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，
２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに
垂直な面に対する傾きが演算手段（不図示）によって算
出される。すなわち、上層レジスト５１の下層レジスト
５２側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂
直な面に対する傾きが算出される。Based on the capacitance between each of the sensor electrodes 20 a, 20 b, and 20 c and the wafer chuck 46 and the capacitance between the lower resist 52 and the wafer chuck 46, the sensor electrode 20 a of the lower resist 52 is formed. , 20b,
The position of the surface on the 20c side in the direction of the optical axis AX and the inclination with respect to the surface perpendicular to the optical axis AX are calculated by a calculating means (not shown). That is, the position of the surface on the lower resist 52 side of the upper resist 51 in the direction of the optical axis AX and the inclination with respect to the surface perpendicular to the optical axis AX are calculated.

【００６９】上述したように本実施形態の面位置検出方
法では、ウェハ５４の表面にプロセス層５３を介して導
電性の下層レジスト５２が形成され、導電性の下層レジ
スト５２と、センサ電極との間の距離を計測する。従っ
て、下層レジスト５２とセンサ電極との間の距離が確実
に計測されので、第１〜第３の実施形態の面位置検出装
置で生じるような、静電センサに特有のプロセスのだま
されが全くなくなる。これにより、完全なオフセットレ
スフォーカス検出系としての面位置検出方法を実現する
ことができる。As described above, in the surface position detecting method of the present embodiment, the conductive lower resist 52 is formed on the surface of the wafer 54 via the process layer 53, and the conductive lower resist 52 and the sensor electrode Measure the distance between them. Therefore, since the distance between the lower resist 52 and the sensor electrode is reliably measured, there is no deception of a process peculiar to the electrostatic sensor as occurs in the surface position detecting device of the first to third embodiments. Disappears. This makes it possible to realize a surface position detection method as a complete offsetless focus detection system.

【００７０】また、上述した本実施形態の面位置検出方
法では、上層レジスト５１のウェハ５４側に、導電性の
膜として下層レジスト５２を形成したが、下層レジスト
５２の代わりに、上層レジスト５１の、ウェハ５４側と
反対側の面に導電性の膜を形成してもよい。Further, in the above-described surface position detecting method of the present embodiment, the lower resist 52 is formed as a conductive film on the wafer 54 side of the upper resist 51, but instead of the lower resist 52, the upper resist 51 is formed. Alternatively, a conductive film may be formed on the surface opposite to the wafer 54 side.

【００７１】（第５の実施の形態）図８は、本発明の第
５の実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置を
示す部分拡大図である。本実施形態の面位置検出装置が
備えられた露光装置は、第３の実施形態で示したものの
変形例であり、本実施形態は第３の実施形態と比較し
て、ウェハを接地する方法が異なっている。以下では、
第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。また、図
８では、第３の実施形態と同一の構成部品に同一の符号
を付してある。(Fifth Embodiment) FIG. 8 is a partially enlarged view showing an exposure apparatus provided with a surface position detecting device according to a fifth embodiment of the present invention. The exposure apparatus provided with the surface position detecting device of the present embodiment is a modified example of the one shown in the third embodiment, and the present embodiment is different from the third embodiment in that the method of grounding the wafer is different. Is different. Below,
The following description focuses on the differences from the third embodiment. In FIG. 8, the same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals.

【００７２】本実施形態の面位置検出装置が備えられた
露光装置では、図８に示すように、ウェハチャック６６
が、導体基板６５を介してＸＹステージ７の表面に取り
付けられている。導体基板６５は接地されて導体基板６
５の電位が固定されている。ウェハチャック６６として
は真空チャックが用いられており、ウェハチャック６６
の、導体基板６５側と反対側の面に、微少な突起が複数
形成されている。In the exposure apparatus provided with the surface position detecting device of the present embodiment, as shown in FIG.
Are attached to the surface of the XY stage 7 via the conductor substrate 65. The conductor board 65 is grounded and the conductor board 6
5 is fixed. As the wafer chuck 66, a vacuum chuck is used.
A plurality of minute projections are formed on the surface of the side opposite to the conductor substrate 65 side.

【００７３】ウェハチャック６６に形成された複数の微
少な突起のうちいくつかの突起は、導電性の材料で形成
された導体部分６６ａである。その導体部分６６ａは、
ウェハチャック６６のＸＹステージ７側の面へと向かっ
てウェハチャック６６を貫通していて、ウェハチャック
６６のＸＹステージ７側の面で露出している。従って、
導体部分６６ａと導体基板６５とが接触して電気的に接
続されている。また、ウェハチャック６６の、導体部分
６６ａを除く部分の材質としては絶縁性のものが用いら
れている。Some of the plurality of minute projections formed on the wafer chuck 66 are conductor portions 66a formed of a conductive material. The conductor portion 66a
The wafer chuck 66 penetrates the wafer chuck 66 toward the surface on the XY stage 7 side, and is exposed on the surface of the wafer chuck 66 on the XY stage 7 side. Therefore,
The conductor portion 66a and the conductor substrate 65 are in contact and electrically connected. Insulating material is used for the material of the portion of the wafer chuck 66 other than the conductor portion 66a.

【００７４】一方、ウェハ１５の、センサ電極２０ａ，
２０ｂ，２０ｃと反対側の面には、第３の実施形態と同
様に酸化膜が除去された後に、アルミなどの金属膜（不
図示）が蒸着されている。ウェハ１５の、金属膜が形成
された面がウェハチャック６６に接触するように、ウェ
ハ１５がウェハチャック６６に固定されている。これに
より、ウェハ１５に形成された金属膜が導体部分６６ａ
と接触して導体部分６６ａと電気的に接続される。従っ
て、ウェハ１５が、ウェハ１５の金属膜、導体部分６６
ａ及び導体基板６５を介して接地され、ウェハ１５の電
位が０Ｖに固定される。On the other hand, the sensor electrodes 20a,
On the surface opposite to the surfaces 20b and 20c, a metal film (not shown) such as aluminum is deposited after the oxide film is removed as in the third embodiment. The wafer 15 is fixed to the wafer chuck 66 such that the surface of the wafer 15 on which the metal film is formed contacts the wafer chuck 66. As a result, the metal film formed on wafer 15 becomes conductive portion 66a.
And is electrically connected to the conductor portion 66a. Therefore, the wafer 15 is formed by the metal film of the wafer 15 and the conductor portion 66.
a and the ground via the conductive substrate 65, and the potential of the wafer 15 is fixed to 0V.

【００７５】上述したように本実施形態の面位置検出装
置では、ウェハ１５が、ウェハ１５の金属膜、導体部分
６６ａ及び導体基板６５を介して接地され、ウェハ１５
の電位が固定されるので、ウェハ１５が、ＸＹステージ
７及びＺチルトステージ８などによる電場及び磁場の乱
れの影響を受けず、ウェハ１５が電気的に安定した状態
にある。従って、センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃの
それぞれとウェハ１５との間の静電容量を安定的に計測
でき、ウェハ１５のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ
側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂直な
面に対する傾きを安定的に検出することができる。As described above, in the surface position detecting device of this embodiment, the wafer 15 is grounded via the metal film of the wafer 15, the conductor portion 66a and the conductor substrate 65, and
Is fixed, the wafer 15 is not affected by the disturbance of the electric and magnetic fields due to the XY stage 7 and the Z tilt stage 8, and the wafer 15 is in an electrically stable state. Therefore, the capacitance between each of the sensor electrodes 20a, 20b, 20c and the wafer 15 can be stably measured, and the sensor electrodes 20a, 20b, 20c of the wafer 15 can be stably measured.
The position of the side surface in the direction of the optical axis AX and the inclination with respect to the surface perpendicular to the optical axis AX can be stably detected.

【００７６】（第６の実施の形態）図９は、本発明の第
６の実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置を
示す部分拡大図である。本実施形態の面位置検出装置が
備えられた露光装置も、第３の実施形態で示したものの
変形例であり、本実施形態は第３の実施形態と比較し
て、ウェハを接地する方法が異なっている。以下では、
第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。また、図
９では、第３の実施形態と同一の構成部品に同一の符号
を付してある。(Sixth Embodiment) FIG. 9 is a partially enlarged view showing an exposure apparatus provided with a surface position detecting device according to a sixth embodiment of the present invention. The exposure apparatus provided with the surface position detecting device of the present embodiment is also a modification of the one shown in the third embodiment, and the present embodiment is different from the third embodiment in that the method of grounding the wafer is different. Is different. Below,
The following description focuses on the differences from the third embodiment. In FIG. 9, the same components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals.

【００７７】本実施形態の面位置検出装置が備えられた
露光装置では、図９に示すように、ウェハチャック７６
がＸＹステージ７の表面に取り付けられている。ウェハ
チャック７６としては真空チャックが用いられており、
ウェハチャック７６の、ＸＹステージ７側と反対側の面
に、微少な突起が複数形成されている。ウェハチャック
７６の材質としては絶縁性のものが用いられている。こ
のようなウェハチャック７６の、ＸＹステージ７側の面
を除く面全体には、ＴｉＯ2などの導電膜７６ａが形成
されていて、その導電膜７６ａが接地されている。In the exposure apparatus provided with the surface position detecting device of the present embodiment, as shown in FIG.
Are attached to the surface of the XY stage 7. A vacuum chuck is used as the wafer chuck 76,
A plurality of minute projections are formed on the surface of the wafer chuck 76 opposite to the XY stage 7 side. As the material of the wafer chuck 76, an insulating material is used. A conductive film 76a such as TiO 2 is formed on the entire surface of the wafer chuck 76 except for the surface on the XY stage 7 side, and the conductive film 76a is grounded.

【００７８】上記のようなウェハチャック７６の微少な
突起に、第３及び第５の実施形態と同様に、ウェハ１５
に形成された金属膜が接触するように、ウェハチャック
７６にウェハ１５が固定されている。これにより、ウェ
ハ１５がウェハ１５の金属膜を介して導電膜７６ａと電
気的に接続され、ウェハ１５が、ウェハ１５の金属膜及
び、導電膜７６ａを介して接地されて、ウェハ１５の電
位が０Ｖに固定されている。As described in the third and fifth embodiments, the wafer 15
The wafer 15 is fixed to the wafer chuck 76 so that the metal film formed on the wafer 15 contacts. As a result, the wafer 15 is electrically connected to the conductive film 76a via the metal film of the wafer 15, and the wafer 15 is grounded via the metal film of the wafer 15 and the conductive film 76a. It is fixed at 0V.

【００７９】上述したように本実施形態の面位置検出装
置では、ウェハ１５が、ウェハ１５の金属膜及び、導電
膜７６ａを介して接地され、ウェハ１５の電位が固定さ
れるので、第５の実施形態と同様に、ウェハ１５が、Ｘ
Ｙステージ７及びＺチルトステージ８などによる電場及
び磁場の乱れの影響を受けず、ウェハ１５が電気的に安
定した状態にある。従って、センサ電極２０ａ，２０
ｂ，２０ｃのそれぞれとウェハ１５との間の静電容量を
安定的に計測でき、ウェハ１５のセンサ電極２０ａ，２
０ｂ，２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸
ＡＸに垂直な面に対する傾きを安定的に検出することが
できる。As described above, in the surface position detecting device of this embodiment, the wafer 15 is grounded via the metal film of the wafer 15 and the conductive film 76a, and the potential of the wafer 15 is fixed. As in the embodiment, the wafer 15
The wafer 15 is in an electrically stable state without being affected by the disturbance of the electric and magnetic fields due to the Y stage 7 and the Z tilt stage 8. Accordingly, the sensor electrodes 20a, 20
b, 20c and the capacitance between the wafer 15 can be stably measured, and the sensor electrodes 20a, 2
It is possible to stably detect the position of the surface on the 0b, 20c side in the optical axis AX direction and the inclination with respect to the surface perpendicular to the optical axis AX.

【００８０】[0080]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、以下のよ
うな効果がある。As described above, the present invention has the following effects.

【００８１】請求項１及び４の発明は、ウェハが複数の
検出用電極と、導電性部材との間に配置され、かつ、導
電性部材の電位が固定されていることにより、導電性部
材及びウェハが電場及び磁場の乱れの影響を受けず、導
電性部材及びウェハが電気的に安定した状態にあるの
で、複数の検出用電極のそれぞれとウェハとの間の静電
容量を安定的に計測することができる。従って、複数の
検出用電極のそれぞれとウェハとの間の静電容量及び、
既知の、ウェハと導電性部材との間の静電容量を基に、
ウェハの検出用電極側の面の、投影光学手段の光軸方向
の位置及び、投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾
きを安定的に検出することができる。これにより、電場
及び磁場の乱れの影響を受けることが抑えられた、高精
度な面位置検出装置が得られるという効果がある。According to the first and fourth aspects of the present invention, the conductive member and the conductive member are fixed between the plurality of detection electrodes and the conductive member, and the potential of the conductive member is fixed. Since the wafer is not affected by the disturbance of the electric and magnetic fields and the conductive member and the wafer are in an electrically stable state, the capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the wafer can be stably measured. can do. Accordingly, the capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the wafer, and
Based on the known capacitance between the wafer and the conductive member,
It is possible to stably detect the position of the surface on the detection electrode side of the wafer in the optical axis direction of the projection optical unit and the inclination with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical unit. Thereby, there is an effect that a highly accurate surface position detecting device which is less affected by disturbance of an electric field and a magnetic field can be obtained.

【００８２】請求項２及び９の発明は、酸化膜で覆われ
たウェハと、電位が固定された導電性部材とが、ウェハ
の導電性部材側の面に形成された金属膜を介して電気的
に接続されてウェハの電位が固定されるので、ウェハが
電場及び磁場の乱れの影響を受けず、ウェハが電気的に
安定した状態にあることにより、複数の検出用電極のそ
れぞれとウェハとの間の静電容量を安定的に計測するこ
とができる。従って、複数の検出用電極のそれぞれとウ
ェハとの間の静電容量を基に、ウェハの検出用電極側の
面の、投影光学手段の光軸方向の位置及び、投影光学手
段の光軸に垂直な面に対する傾きを安定的に検出するこ
とができる。これにより、電場及び磁場の乱れの影響を
受けることが抑えられた、高精度な面位置検出方法及び
面位置検出装置が得られるという効果がある。According to the second and ninth aspects of the present invention, the wafer covered with the oxide film and the conductive member having a fixed potential are electrically connected via the metal film formed on the surface of the wafer on the conductive member side. Are electrically connected and the potential of the wafer is fixed, so that the wafer is not affected by the disturbance of the electric and magnetic fields, and the wafer is in an electrically stable state. Can be stably measured. Therefore, based on the capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the wafer, the position of the surface of the wafer on the detection electrode side in the optical axis direction of the projection optical unit and the optical axis of the projection optical unit are determined. An inclination with respect to a vertical plane can be stably detected. Thereby, there is an effect that a highly accurate surface position detection method and a surface position detection device can be obtained in which the influence of the disturbance of the electric field and the magnetic field is suppressed.

【００８３】請求項３及び１４の発明は、表面側に誘電
体層を介して絶縁性のレジスト層が形成されたウェハを
用いる場合、誘電体層とレジスト層との間、または、レ
ジスト層の、ウェハ側と反対側の面に導電性の膜を形成
することにより、ウェハの表面側に配置された検出用電
極と、ウェハの裏面側に配置された導電性部材との間の
静電容量から、検出用電極と、ウェハの導電性の膜との
間の距離を正確に計測することができるという効果があ
る。これにより、ウェハのレジスト層の一面または他面
の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影
光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを安定的に、し
かも正確に検出することができる。According to the third and fourteenth aspects of the present invention, when a wafer having an insulating resist layer formed on the surface side with a dielectric layer interposed therebetween is used, between the dielectric layer and the resist layer or between the dielectric layer and the resist layer. By forming a conductive film on the surface opposite to the wafer side, the capacitance between the detection electrode arranged on the front surface side of the wafer and the conductive member arranged on the back surface side of the wafer Accordingly, there is an effect that the distance between the detection electrode and the conductive film of the wafer can be accurately measured. This makes it possible to stably and accurately detect the position of one surface or the other surface of the resist layer of the wafer in the optical axis direction of the projection optical unit and the inclination with respect to the surface perpendicular to the optical axis of the projection optical unit. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施形態の面位置検出装置が備
えられた露光装置を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an exposure apparatus provided with a surface position detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】図１に示される露光装置の部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of the exposure apparatus shown in FIG.

【図３】本発明の第１の実施形態の面位置検出装置の等
価回路を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of the surface position detecting device according to the first embodiment of the present invention.

【図４】本発明の第２の実施形態の面位置検出装置につ
いて説明するための部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view for explaining a surface position detecting device according to a second embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第３の実施形態の面位置検出装置につ
いて説明するための部分拡大図である。FIG. 5 is a partially enlarged view for explaining a surface position detecting device according to a third embodiment of the present invention.

【図６】本発明の第４の実施形態の面位置検出装置につ
いて説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for describing a surface position detection device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図７】第４の実施形態の面位置検出装置の等価回路を
示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a surface position detection device according to a fourth embodiment.

【図８】本発明の第５の実施形態の面位置検出装置につ
いて説明するための部分拡大図である。FIG. 8 is a partially enlarged view for explaining a surface position detecting device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図９】本発明の第６の実施形態の面位置検出装置につ
いて説明するための部分拡大図である。FIG. 9 is a partially enlarged view for explaining a surface position detecting device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図１０】従来の技術による面位置検出装置を示す概略
構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a surface position detecting device according to a conventional technique.

【図１１】静電容量センサの検出原理について説明する
ための図である。FIG. 11 is a diagram for describing the detection principle of the capacitance sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ レチクル ２ レチクルスキャンステージ ３ 照明装置 ４ 縮小投射レンズ ５、１５、５４ ウェハ ５ａ、１５ａ 酸化膜 ６、４６、６６、７６ ウェハチャック ７ ＸＹステージ ８ Ｚチルトステージ ２０ａ、２０ａ’、２０ｂ、２０ｃ センサ電極 ２１ センサ固定用治具 ２２ 制御回路 ２３ 検出信号 ２４ 制御信号 ２５、６５ 導体基板 ３１ オッシレータ ３２ 電流計 ５１ 上層レジスト ５２ 下層レジスト ５３ プロセス層 ６６ａ 導体部分 ７６ａ 導電膜 ＡＸ 光軸 Reference Signs List 1 reticle 2 reticle scan stage 3 illuminating device 4 reduction projection lens 5, 15, 54 wafer 5a, 15a oxide film 6, 46, 66, 76 wafer chuck 7 XY stage 8 Z tilt stage 20a, 20a ', 20b, 20c Sensor electrode Reference Signs List 21 jig for fixing sensor 22 control circuit 23 detection signal 24 control signal 25, 65 conductive substrate 31 oscillator 32 ammeter 51 upper resist 52 lower resist 53 process layer 66a conductive portion 76a conductive film AX optical axis

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ウェハと、該ウェハの表面に所定のパタ
ーンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いら
れ、 前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて複数の検
出用電極を配置し、前記ウェハの前記検出用電極側の面
の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影
光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを検出する面位
置検出方法において、 前記ウェハの裏面側に導電性部材を配置すると共に該導
電性部材の電位を固定する段階と、 前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との
間の静電容量を計測する段階と、 前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との
間の静電容量と、既知の、前記ウェハと前記導電性部材
との間の静電容量とを基に、前記ウェハの前記検出用電
極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、
前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出
する段階とを有することを特徴とする面位置検出方法。1. An exposure apparatus comprising: a wafer; and projection optical means for projecting a predetermined pattern on the surface of the wafer. A plurality of detection electrodes are provided on the surface side of the wafer at a distance from the surface. A surface position detecting method for arranging and detecting a position of the surface on the detection electrode side of the wafer in a direction of an optical axis of the projection optical unit and an inclination with respect to a surface perpendicular to an optical axis of the projection optical unit; Disposing a conductive member on the back side of the wafer and fixing the potential of the conductive member; andmeasuring the capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the conductive member, The capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the conductive member, and a known capacitance between the wafer and the conductive member, The projection optical means on the electrode side surface Position and the optical axis direction,
Calculating a tilt of the projection optical unit with respect to a plane perpendicular to the optical axis. 【請求項２】 表面、裏面及び側面の全体に酸化膜が形
成されたウェハと、該ウェハの表面に所定のパターンを
投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、 前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて複数の検
出用電極を配置し、前記ウェハの前記検出用電極側の面
の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影
光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを検出する面位
置検出方法において、 前記ウェハの、前記検出電極側と反対側の面の酸化膜を
除去した後に該面に金属膜を形成し、かつ、前記ウェハ
の該金属膜側に、該金属膜と接触して電気的に接続され
る導電性部材を配置すると共に該導電性部材の電位を固
定する段階と、 前記複数の検出用電極のそれぞれと前記ウェハとの間の
静電容量を計測する段階と、 前記複数の検出用電極のそれぞれと前記ウェハとの間の
静電容量を基に、前記ウェハの前記検出用電極側の面
の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影
光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する段階
とを有することを特徴とする面位置検出方法。2. An exposure apparatus comprising: a wafer having an oxide film formed on the entire front surface, back surface and side surfaces; and projection optical means for projecting a predetermined pattern onto the front surface of the wafer. A plurality of detection electrodes are arranged at a distance from the surface, and the position of the surface of the wafer on the detection electrode side in the optical axis direction of the projection optical unit and perpendicular to the optical axis of the projection optical unit In a surface position detection method for detecting an inclination with respect to a surface, a metal film is formed on a surface of the wafer after removing an oxide film on a surface opposite to the detection electrode side, and the metal film on the wafer is formed. A step of arranging a conductive member electrically connected to and contacting the metal film on the side and fixing the potential of the conductive member, between each of the plurality of detection electrodes and the wafer Measuring the capacitance; The position of the surface of the wafer on the detection electrode side in the optical axis direction of the projection optical unit and the light of the projection optical unit based on the capacitance between each of the detection electrodes and the wafer. Calculating a tilt with respect to a plane perpendicular to the axis. 【請求項３】 表面側に誘電体層を介して絶縁性のレジ
スト層が形成されたウェハと、前記レジスト層の表面に
所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装
置に用いられ、 前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて複数の検
出用電極を配置し、該複数の検出用電極を用いて前記ウ
ェハの前記レジスト層の一面または他面の、前記投影光
学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸
に垂直な面に対する傾きを検出する面位置検出方法であ
って、 前記ウェハの前記誘電体層と前記レジスト層との間、ま
たは、前記レジスト層の、前記ウェハ側と反対側の面に
導電性の膜を形成し、かつ、前記ウェハの裏面側に導電
性部材を配置すると共に該導電性部材の電位を固定する
段階と、 前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との
間の静電容量を計測する段階と、 前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との
間の静電容量と、既知の、前記ウェハの導電性の膜と前
記導電性部材との間の静電容量とを基に、前記ウェハの
レジスト層の一面または他面の、前記投影光学手段の光
軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面
に対する傾きを算出する段階とを有する面位置検出方
法。3. An exposure apparatus comprising: a wafer having an insulating resist layer formed on a front surface thereof via a dielectric layer; and projection optical means for projecting a predetermined pattern onto the surface of the resist layer. A plurality of detection electrodes are arranged on the front surface side of the wafer at a distance from the surface, and the light of the projection optical unit on one surface or the other surface of the resist layer of the wafer using the plurality of detection electrodes. A surface position detecting method for detecting a position in an axial direction and a tilt with respect to a surface perpendicular to an optical axis of the projection optical unit, wherein the resist layer is provided between the dielectric layer and the resist layer of the wafer. Forming a conductive film on the surface opposite to the wafer side, and arranging a conductive member on the back surface side of the wafer and fixing the potential of the conductive member; Each of the electrodes for Measuring the capacitance between the conductive member, and the capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the conductive member, a known conductive film of the wafer and the A position perpendicular to the optical axis of the projection optical unit and the position of one surface or the other surface of the resist layer of the wafer on the basis of the capacitance between the conductive member and the projection optical unit; Calculating a slope with respect to the surface position. 【請求項４】 ウェハと、該ウェハの表面に所定のパタ
ーンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いら
れ、 前記ウェハの表面側に該表面側から距離をおいて配置さ
れた複数の検出用電極と、 前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手
段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂
直な面に対する傾きを算出する演算手段とを有する面位
置検出装置において、 前記ウェハの裏面側に導電性部材が配置され、該導電性
部材の電位が固定されていることを特徴とする面位置検
出装置。4. An exposure apparatus including a wafer and projection optical means for projecting a predetermined pattern on the surface of the wafer, wherein a plurality of wafers are arranged on the front side of the wafer at a distance from the front side. A detecting electrode; and a calculating means for calculating the position of the surface of the wafer on the detecting electrode side in the optical axis direction of the projection optical means and the inclination with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical means. In the surface position detecting device, a conductive member is arranged on a back surface side of the wafer, and a potential of the conductive member is fixed. 【請求項５】 前記複数の検出用電極のそれぞれと前記
導電性部材との間の静電容量と、既知の、前記ウェハと
前記導電性部材との間の静電容量とを基に、前記ウェハ
の前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方
向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対
する傾きを前記演算手段が算出する請求項４に記載の面
位置検出装置。5. The method according to claim 1, further comprising: determining a capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the conductive member and a known capacitance between the wafer and the conductive member. 5. The surface according to claim 4, wherein the calculating unit calculates the position of the surface on the detection electrode side of the wafer in the optical axis direction of the projection optical unit and the inclination with respect to a surface perpendicular to the optical axis of the projection optical unit. Position detection device. 【請求項６】 前記導電性部材として導電基板が用いら
れ、該導電基板が前記ウェハに対して略平行に配置され
ている請求項４または５に記載の面位置検出装置。6. The surface position detecting device according to claim 4, wherein a conductive substrate is used as the conductive member, and the conductive substrate is arranged substantially parallel to the wafer. 【請求項７】 前記導電基板の形状及び大きさが前記ウ
ェハと同等である請求項６に記載の面位置検出装置。7. The surface position detecting device according to claim 6, wherein the shape and size of the conductive substrate are equal to those of the wafer. 【請求項８】 前記ウェハの裏面側に配置されて前記ウ
ェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハチ
ャックの材質として導電性のものが用いられることによ
り該ウェハチャックが前記導電性部材を構成している請
求項４または５に記載の面位置検出装置。8. A wafer chuck disposed on the back side of the wafer and fixing the wafer, wherein the wafer chuck forms the conductive member by using a conductive material as the material of the wafer chuck. The surface position detecting device according to claim 4 or 5, wherein 【請求項９】 表面、裏面及び側面の全体に酸化膜が形
成されたウェハと、該ウェハの表面に所定のパターンを
投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、 前記ウェハの表面側に該表面側から距離をおいて配置さ
れた複数の検出用電極と、 前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手
段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂
直な面に対する傾きを算出する演算手段とを有する面位
置検出装置において、 前記ウェハの、前記検出用電極側と反対側の面の酸化膜
が除去された後に該面に金属膜が形成され、かつ、前記
ウェハの該金属膜側に、該金属膜と接触して該金属膜と
電気的に接続される導電性部材が配置されると共に該導
電性部材の電位が固定されていることを特徴とする面位
置検出装置。9. An exposure apparatus including a wafer having an oxide film formed on the entire front surface, back surface and side surfaces thereof, and projection optical means for projecting a predetermined pattern on the front surface of the wafer. A plurality of detection electrodes arranged at a distance from the front surface side; a position of the surface of the wafer on the detection electrode side in an optical axis direction of the projection optical unit; and an optical axis of the projection optical unit. A calculating means for calculating an inclination with respect to a plane perpendicular to the surface, wherein a metal film is formed on the surface of the wafer after an oxide film on a side opposite to the detection electrode side is removed. And, on the metal film side of the wafer, a conductive member that is in contact with the metal film and is electrically connected to the metal film is arranged, and the potential of the conductive member is fixed. Characterized surface position detection device. 【請求項１０】 前記複数の検出用電極のそれぞれと前
記ウェハとの間の静電容量を基に、前記ウェハの前記検
出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置
及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾き
を前記演算手段が算出する請求項９に記載の面位置検出
装置。10. A position of a surface of the wafer on the side of the detection electrode in an optical axis direction of the projection optical unit, based on a capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the wafer. 10. The surface position detecting device according to claim 9, wherein the calculating unit calculates an inclination of the projection optical unit with respect to a plane perpendicular to an optical axis. 【請求項１１】 前記ウェハの裏面側に配置されて前記
ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハ
チャックの材質として導電性のものが用いられることに
より該ウェハチャックが前記導電性部材を構成している
請求項９または１０に記載の面位置検出装置。11. A wafer chuck disposed on the back side of the wafer and fixing the wafer, wherein the wafer chuck forms the conductive member by using a conductive material as the material of the wafer chuck. The surface position detection device according to claim 9 or 10, wherein 【請求項１２】 前記ウェハの裏面側に配置されて前記
ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハ
チャックに導体部分が部分的に形成されることにより該
導体部分が前記導電性部材を構成している請求項９また
は１０に記載の面位置検出装置。12. A wafer chuck disposed on the back side of the wafer and fixing the wafer, wherein a conductor portion is partially formed on the wafer chuck so that the conductor portion forms the conductive member. The surface position detection device according to claim 9 or 10, wherein 【請求項１３】 前記ウェハの裏面側に配置されて前記
ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハ
チャックの、少なくとも前記ウェハの金属膜と接触する
部分に導電性の膜が形成されることにより該導電性の膜
が前記導電性部材を構成している請求項９または１０に
記載の面位置検出装置。13. A wafer chuck disposed on the back side of the wafer and fixing the wafer, wherein a conductive film is formed on at least a portion of the wafer chuck that contacts the metal film of the wafer. The surface position detecting device according to claim 9, wherein the conductive film constitutes the conductive member. 【請求項１４】 表面側に誘電体層を介して絶縁性のレ
ジスト層が形成されたウェハと、前記レジスト層の表面
に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光
装置に用いられ、 前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて配置され
た複数の検出用電極と、 前記複数の検出用電極を用いて前記ウェハの前記レジス
ト層の一面または他面の、前記投影光学手段の光軸方向
の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対す
る傾きを算出する演算手段とを有し、 前記ウェハの前記誘電体層と前記レジスト層との間、ま
たは、前記レジスト層の、前記ウェハ側と反対側の面に
導電性の膜が形成され、かつ、前記ウェハの裏面側に導
電性部材が配置されると共に該導電性部材の電位が固定
されている面位置検出装置。14. An exposure apparatus comprising: a wafer having an insulating resist layer formed on a front surface thereof via a dielectric layer; and projection optical means for projecting a predetermined pattern onto the surface of the resist layer. A plurality of detection electrodes arranged on the front surface side of the wafer at a distance from the surface, and one or the other surface of the resist layer of the wafer using the plurality of detection electrodes; Calculating means for calculating a position in the optical axis direction and a tilt of the projection optical means with respect to a plane perpendicular to the optical axis, between the dielectric layer and the resist layer of the wafer, or the resist layer A surface position detecting device in which a conductive film is formed on a surface opposite to the wafer side, and a conductive member is disposed on a back surface side of the wafer and a potential of the conductive member is fixed. . 【請求項１５】 前記複数の検出用電極のそれぞれと前
記導電性部材との間の静電容量と、既知の、前記ウェハ
の導電性の膜と前記導電性部材との間の静電容量とを基
に、前記ウェハのレジスト層の一面または他面の、光軸
方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に
対する傾きを前記演算手段が算出する請求項１４に記載
の面位置検出装置。15. A capacitance between each of the plurality of detection electrodes and the conductive member, and a known capacitance between a conductive film of the wafer and the conductive member. 15. The surface according to claim 14, wherein the arithmetic unit calculates the position of one surface or the other surface of the resist layer of the wafer in the optical axis direction and the inclination with respect to a surface perpendicular to the optical axis of the projection optical unit based on Position detection device. 【請求項１６】 前記ウェハの裏面側に配置されて前記
ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハ
チャックの材質として導電性のものが用いられることに
より該ウェハチャックが前記導電性部材を構成している
請求項１４または１５に記載の面位置検出装置。16. A wafer chuck arranged on the back side of the wafer and fixing the wafer, wherein the wafer chuck forms the conductive member by using a conductive material as the material of the wafer chuck. The surface position detecting device according to claim 14 or 15, wherein
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