JP3472553B2 - ギャップ調節装置及び調節方法 - Google Patents
ギャップ調節装置及び調節方法Info
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- JP3472553B2 JP3472553B2 JP2000360502A JP2000360502A JP3472553B2 JP 3472553 B2 JP3472553 B2 JP 3472553B2 JP 2000360502 A JP2000360502 A JP 2000360502A JP 2000360502 A JP2000360502 A JP 2000360502A JP 3472553 B2 JP3472553 B2 JP 3472553B2
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- distance
- mask
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
及び調節方法に関し、特に、X線リソグラフィに用いら
れるウエハとマスクとのギャップの調節に適したギャッ
プ調節装置及び調節方法に関する。
光すべきウエハ表面上に、微少な間隙を隔ててマスクを
配置し、マスクを通してウエハ表面を露光する。解像度
及び位置合わせ精度を高めるために、ウエハとマスクと
のギャップを精密に制御しなければならない。特に、ギ
ャップが開きすぎると、半影ぼけにより解像度が低下す
るとともに、位置合わせ精度も低下する。
法として、高分解能カメラを使用した画像処理を利用す
る方法や、高分解能カメラと静電容量センサとを組み合
わせて使用する方法が知られている。
であるし、大きな設置スペースを必要とする。このた
め、露光装置の小型化及び低価格化が困難になる。
ることが可能なギャップ調節装置を提供することであ
る。
装置を用いたギャップ調節方法を提供することである。
と、マスクパターンが形成されたマスクを固定して保持
するマスクチャックと、前記マスクチャックを保持し、
該マスクチャックに固定されているマスクのマスクパタ
ーンが形成された面に対して垂直な第1の方向に、前記
マスクチャックを移動させることができる第1のレベリ
ング機構と、前記第1のレベリング機構を支持するマス
クステージと、ウエハを、その被露光面が前記マスクに
対向するように保持するウエハチャックと、前記ウエハ
チャックを、前記第1の方向に移動させることができる
第2のレベリング機構と、前記第2のレベリング機構を
支持するウエハステージと、前記マスクステージに取り
付けられ、前記ウエハチャックに固定されたウエハの被
露光面までの、前記第1の方向に関する距離を測定する
ことができる第1の距離センサと、前記ウエハステージ
に取り付けられ、前記マスクチャックに固定されたマス
クの表面までの、前記第1の方向に関する距離、及び前
記第1の距離センサまでの、前記第1の方向に関する距
離を測定する第2の距離センサとを有するギャップ調節
装置が提供される。
での距離をDA、第2の距離センサからマスクの表面ま
での距離をDB、第1の距離センサからウエハの被露光
面までの距離をDDとすると、マスクとウエハとの間隔
が、DD−(DA−DB)で与えられる。この間隔の測定
値と目標値とを比較し、DD−(DA−DB)が目標値に
近づくように、第1のレベリング機構もしくは第2のレ
ベリング機構を動作させることにより、マスクとウエハ
との間隔を調節することができる。
象物の第1の表面、及び第2の測定対象物の第2の表面
の双方が第1の方向に対して垂直になるように、該第1
の表面と第2の表面とを対向させて、前記第1及び第2
の測定対象物を配置する工程と、第1の距離センサから
第2の距離センサまでの第1の方向に関する距離D
Aを、該第1及び第2の距離センサの一方を用いて測定
する工程と、前記第2の距離センサから第1の測定対象
物の表面までの、前記第1の方向に関する距離DBを測
定する工程と、前記第1の距離センサから前記第2の測
定対象物の第2の表面までの、前記第1の方向に関する
距離DDを測定する工程と、DD−(DA−DB)が目
標値に近づくように、前記第1及び第2の測定対象物の
少なくとも一方を前記第1の方向に移動させる工程とを
有するギャップ調節方法が提供される。
有する第1の測定対象物を固定して保持する第1の保持
部材と、前記第1の保持部材を保持し、該第1の保持部
材に固定されている第1の測定対象物の第1の表面に対
して垂直な第1の方向に、前記第1の保持部材を移動さ
せることができる第1のレベリング機構と、前記第1の
レベリング機構を支持する第1のステージと、第2の表
面を有する第2の測定対象物を、該第2の表面が前記第
1の表面に対向するように保持する第2の保持部材と、
前記第2の保持部材を、前記第1の方向に移動させるこ
とができる第2のレベリング機構と、前記第2のレベリ
ング機構を支持する第2のステージと、 前記第1のス
テージに取り付けられ、前記第2の保持部材に固定され
た第2の測定対象物の第2の表面までの、前記第1の方
向に関する距離を測定することができる第1の距離セン
サと、前記第2のステージに取り付けられ、前記第1の
保持部材に固定された第1の測定対象物の第1の表面ま
での、前記第1の方向に関する距離、及び前記第1の距
離センサまでの、前記第1の方向に関する距離を測定す
る第2の距離センサとを有するギャップ調節装置が提供
される。
での距離をDA、第2の距離センサからマスクの表面ま
での距離をDB、第1の距離センサからウエハの被露光
面までの距離をDDとすると、マスクとウエハとの間隔
が、DD−(DA−DB)で与えられる。この間隔の測定
値と目標値とを比較し、DD−(DA−DB)が目標値に
近づくように、第1のレベリング機構もしくは第2のレ
ベリング機構を動作させることにより、マスクとウエハ
との間隔を調節することができる。
ャップ調節装置の概略図を示す。マスクステージ1とウ
エハステージ50とが、マスク及びウエハを保持する面
同士を対向させるように、ほぼ平行に配置されている。
マスクステージ1及びウエハステージ50の対向面に対
して垂直な方向をZ軸とするXYZ直交座標系を導入す
る。
グ機構10を介してマスクチャック5が取り付けられて
いる。マスクパターンが形成されたマスク3がマスクチ
ャック5に真空吸着される。レベリング機構10は、マ
スクステージ1の対向面からマスク3までのZ軸方向に
関する高さ(マスクパターンが形成された面に垂直な方
向の高さ)を調節することができる。マスクステージ1
の対向面上に、さらに、静電容量センサ7A〜7Cが取
り付けられている。静電容量センサ7A〜7Cは、図2
に示すように、それぞれマスクチャック5と中心を共有
する仮想的な正三角形の頂点に相当する位置に配置され
ている。静電容量センサ7A〜7Cの各々は、当該静電
容量センサに対向するXY面に平行な導電性の表面まで
の距離を測定することができる。マスクステージ1は、
2次元移動機構9を動作させることによって、その対向
面に平行な2次元方向、すなわちX方向及びY方向に移
動する。
ング機構58を介して2次元移動機構60が取り付けら
れている。2次元移動機構60に、ウエハチャック54
が取り付けられている。ウエハチャック54は、ウエハ
52を真空吸着する。ウエハ52がウエハチャック54
に吸着された状態で、ウエハ52の被露光面がXY面に
ほぼ平行になり、マスク3に対向する。
0の対向面からウエハ52までの高さを調節する。2次
元移動機構60は、ウエハ52を、その被露光面に平行
な2次元方向、すなわちX方向及びY方向に移動させる
ことができる。ウエハステージ50の対向面上に、さら
にレーザ変位計56A〜56Cが取り付けられている。
レーザ変位計56A〜56Cは、それぞれ静電容量セン
サ7A〜7Cに対応する位置に配置されている。各レー
ザ変位計56A〜56Cは、当該レーザ変位計に対向す
るXY面にほぼ平行な平面までの、Z軸方向に関する距
離を測定することができる。
構9、60、静電容量センサ7A〜7C、及びレーザ変
位計56A〜56Cは、制御装置70により制御され
る。X線20、例えばシンクロトロン放射光が、マスク
ステージ1側からマスク3を照射し、マスク3に形成さ
れたパターンがウエハ52の被露光面に転写される。
て、マスク3とウエハ52とのギャップを調節する方法
を説明する。
リブレーション、及び3つの静電容量センサ7A〜7C
のキャリブレーションは既に終了しているものとする。
すなわち、ウエハステージ50の対向面から一定の高さ
に位置する平面までの距離を測定した場合、レーザ変位
計56A〜56Cによる測定値は全て一致する。また、
マスクステージ1の対向面から一定の高さに位置する平
面までの距離を測定した場合、静電容量センサ7A〜7
Cによる測定値は全て一致する。
エハチャック54にウエハ52を固定する。ウエハ52
の被露光面上の一直線上にない3箇所において、それぞ
れ3つの静電容量センサ7A〜7Cから被露光面までの
距離を測定し、すべての測定結果が一致するように、レ
ベリング機構58を駆動する。次に、マスク3の表面上
の一直線上にない3箇所において、レーザ変位計56A
〜56Cのいずれかを用いてレーザ変位計からマスク表
面までの距離を測定し、3つの測定結果が一致するよう
にレベリング機構10を駆動する。マスク3の表面上の
被測定点がレーザ変位計の正面に位置するように、2次
元移動機構9を動作させることにより、レーザ変位計か
ら被測定点までの距離を測定することができる。これに
より、マスク3のマスクパターンが形成された面とウエ
ハ52の被露光面とが平行になる。静電容量センサ7A
〜7C及びレーザ変位計56A〜56Cが、それぞれ3
個ずつ準備されているため、レベリング処理を行う時の
マスク3及びウエハ52のX方向及びY方向への移動距
離を短くすることができる。
6Aからマスク3の表面までの、Z軸方向に関する距離
DBが測定される。
容量センサ7Aをレーザ変位計56Aの正面に位置させ
る。レーザ変位計56Aを用いて、レーザ変位計56A
から静電容量センサ7Aの表面までの距離DAを測定す
る。なお、距離DAは、マスク3及びウエハ52を取り
替えても変動しないため、マスク3やウエハ52の取替
え毎に測定を行う必要はない。距離DAと距離DBとの差
は、静電容量センサ7Aの表面とマスク3の表面との間
隔DCに相当する。
ンサ7Aの表面からウエハ52の被露光面までの、Z軸
方向に関する距離DDを測定する。マスク3の表面とウ
エハ52の被露光面との間隔Gが、次式により求まる。
する。レベリング機構58を駆動することにより、ウエ
ハ52を、この差分だけ移動させる。以上の工程で、マ
スク3とウエハ52との間隔が目標値に近づくように、
両者の間隔を調節することができる。
せても間隔Gは変動しないが、実際には2次元移動機構
60の移動精度の範囲内で間隔Gが変動する。ただし、
2次元移動機構60を動作させても、距離DA及びDBは
変化しない。このため、2次元移動機構60を動作させ
て、ウエハ52の被露光面内の被露光領域を移動させた
後、距離DDのみを再測定することにより、間隔Gの変
動を検出し、間隔Gのずれを補償することができる。
解能カメラを用いることなくマスクとウエハ間の間隔を
測定することができる。高価で比較的大きな高分解能カ
メラを用いる必要がないため、露光装置の小型化、低価
格化を図ることができる。
μm程度であり、静電容量センサによる測定誤差は±1
0nm程度である。従って、距離DA及びDBの各々に、
最大誤差±0.1μmが含まれ、距離DDに最大誤差±
0.01μmが含まれる。このため、約±0.2μmの
精度で間隔Gを求めることができる。
Cとレーザ変位計56A〜56Cとを3個ずつ配置した
場合を説明したが、静電容量センサとレーザ変位計と
は、少なくとも一つずつ配置すればよい。2次元移動機
構60を動作させることにより、ウエハ52の被露光面
上の3箇所において、静電容量センサとウエハ52との
間の距離を測定することができる。同様に、2次元移動
機構9を動作させることにより、マスク3の表面上の3
箇所において、レーザ変位計とマスク3の表面との距離
を測定することができる。
0上にレーザ変位計を配置し、マスクステージ1上に静
電容量センサを配置したが、その他の距離センサを配置
してもよい。例えば、マスク3の表面のうちマスクパタ
ーンが形成されていない領域に導電膜を形成しておく
と、レーザ変位計の代わりに静電容量センサを用いるこ
とができる。静電容量センサは、レーザ変位計に比べ
て、低価格、高精度、かつ小型であるため、露光装置の
コストダウン及び小型化を図ることができる。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
マスクとウエハとの間隔を、比較的安価に、かつ高精度
に測定することができる。
及びウエハ部分の概略図である。
ャックと静電容量センサの正面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 マスクパターンが形成されたマスクを固
定して保持するマスクチャックと、 前記マスクチャックを保持し、該マスクチャックに固定
されているマスクのマスクパターンが形成された面に対
して垂直な第1の方向に、前記マスクチャックを移動さ
せることができる第1のレベリング機構と、 前記第1のレベリング機構を支持するマスクステージ
と、 ウエハを、その被露光面が前記マスクに対向するように
保持するウエハチャックと、 前記ウエハチャックを、前記第1の方向に移動させるこ
とができる第2のレベリング機構と、 前記第2のレベリング機構を支持するウエハステージ
と、 前記マスクステージに取り付けられ、前記ウエハチャッ
クに固定されたウエハの被露光面までの、前記第1の方
向に関する距離を測定することができる第1の距離セン
サと、 前記ウエハステージに取り付けられ、前記マスクチャッ
クに固定されたマスクの表面までの、前記第1の方向に
関する距離、及び前記第1の距離センサまでの、前記第
1の方向に関する距離を測定する第2の距離センサとを
有するギャップ調節装置。 - 【請求項2】 さらに、前記マスクチャックと第1の距
離センサとの相対位置を固定したまま、該マスクチャッ
クと第1の距離センサとを、前記第1の方向に直交する
2次元方向に移動させる第1の2次元移動機構を有する
請求項1に記載のギャップ調節装置。 - 【請求項3】 さらに、前記第2のセンサは動かすこと
なく、前記ウエハチャックを、前記第1の方向に直交す
る2次元方向に移動させる第2の2次元移動機構を有す
る請求項1または2に記載のギャップ調節装置。 - 【請求項4】 さらに、前記第2の距離センサから前記
第1の距離センサまでの距離をDA、前記第2の距離セ
ンサから前記マスクの表面までの距離をDB、前記第1
の距離センサから前記ウエハの被露光面までの距離をD
Dとしたとき、DD−(DA−DB)と目標値とを比較
し、DD−(DA−DB)が目標値に近づくように、前
記第1のレベリング機構もしくは第2のレベリング機構
を動作させる制御装置を有する請求項1〜3のいずれか
に記載のギャップ調節装置。 - 【請求項5】 第1の測定対象物の第1の表面、及び第
2の測定対象物の第2の表面の双方が第1の方向に対し
て垂直になるように、該第1の表面と第2の表面とを対
向させて、前記第1及び第2の測定対象物を配置する工
程と、 第1の距離センサから第2の距離センサまでの第1の方
向に関する距離DAを、該第1及び第2の距離センサの
一方を用いて測定する工程と、 前記第2の距離センサから第1の測定対象物の表面まで
の、前記第1の方向に関する距離DBを測定する工程
と、 前記第1の距離センサから前記第2の測定対象物の第2
の表面までの、前記第1の方向に関する距離DDを測定
する工程と、 DD−(DA−DB)が目標値に近づくように、前記第
1及び第2の測定対象物の少なくとも一方を前記第1の
方向に移動させる工程とを有するギャップ調節方法。 - 【請求項6】 第1の表面を有する第1の測定対象物を
固定して保持する第1の保持部材と、 前記第1の保持部材を保持し、該第1の保持部材に固定
されている第1の測定対象物の第1の表面に対して垂直
な第1の方向に、前記第1の保持部材を移動させること
ができる第1のレベリング機構と、 前記第1のレベリング機構を支持する第1のステージ
と、 第2の表面を有する第2の測定対象物を、該第2の表面
が前記第1の表面に対向するように保持する第2の保持
部材と、 前記第2の保持部材を、前記第1の方向に移動させるこ
とができる第2のレベリング機構と、 前記第2のレベリング機構を支持する第2のステージ
と、 前記第1のステージに取り付けられ、前記第2の保持部
材に固定された第2の測定対象物の第2の表面までの、
前記第1の方向に関する距離を測定することができる第
1の距離センサと、 前記第2のステージに取り付けられ、前記第1の保持部
材に固定された第1の測定対象物の第1の表面までの、
前記第1の方向に関する距離、及び前記第1の距離セン
サまでの、前記第1の方向に関する距離を測定する第2
の距離センサとを有するギャップ調節装置。
Priority Applications (6)
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US09/993,500 US6852988B2 (en) | 2000-11-28 | 2001-11-27 | Gap adjustment apparatus and gap adjustment method for adjusting gap between two objects |
US10/911,554 US7123997B2 (en) | 2000-11-28 | 2004-08-05 | Gap adjustment apparatus and gap adjustment method for adjusting gap between two objects |
US10/911,474 US7225048B2 (en) | 2000-11-28 | 2004-08-05 | Gap adjustment apparatus and gap adjustment method for adjusting gap between two objects |
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CN116766135B (zh) * | 2023-08-23 | 2023-11-07 | 成都国营锦江机器厂 | 一种直升机主减速器撑杆孔心距测量工装及方法 |
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2000
- 2000-11-28 JP JP2000360502A patent/JP3472553B2/ja not_active Expired - Fee Related
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