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JP3547003B2 - Gap adjusting device and adjusting method - Google Patents

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JP3547003B2
JP3547003B2 JP2000219366A JP2000219366A JP3547003B2 JP 3547003 B2 JP3547003 B2 JP 3547003B2 JP 2000219366 A JP2000219366 A JP 2000219366A JP 2000219366 A JP2000219366 A JP 2000219366A JP 3547003 B2 JP3547003 B2 JP 3547003B2
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stage
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displacement sensor
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ギャップ調節装置及び調節方法に関し、特に、X線リソグラフィに用いられるウエハとマスクとのギャップの調節に適したギャップ調節装置及び調節方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
X線リソグラフィにおいては、通常、露光すべきウエハ表面上に、微少な間隙を隔ててマスクを配置し、マスクを通してウエハ表面を露光する。解像度及び位置合わせ精度を高めるために、ウエハとマスクとのギャップを精密に制御しなければならない。特に、ギャップが開きすぎると、半影ぼけにより解像度が低下するとともに、位置合わせ精度も低下する。
【0003】
ウエハとマスクとのギャップを測定する方法として、静電容量センサを用いる方法、及び高分解能カメラを使用した画像処理を利用する方法等が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
静電容量センサや高解像度カメラは高価であるため、これらを用いたギャップ測定方法を採用すると、装置全体が高価になってしまう。特に、50μm以下のギャップを測定できる静電容量センサは、非常に高価である。また、20μm以下のギャップを撮像するためには、高価なレンズが必要になる。
【0005】
本発明の目的は、コストダウンを図ることが可能なギャップ調節装置を提供することである。
【0006】
本発明の他の目的は、このギャップ測定装置を用いてギャップを測定する方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によると、第1の基準面を画定する第1のステージと、第2の基準面を画定し、該第2の基準面が前記第1の基準面と平行になるように前記第1のステージに対向する第2のステージと、主表面を有する第1の目的物を、その主表面が前記第2のステージ側を向き、前記第1の基準面に平行になるように、前記第1のステージに固定させる第1の固定手段と、前記第1のステージに取り付けられた第1の変位センサであって、該第1の変位センサから、その正面に配置された前記第2の基準面に平行なある平面までの距離を測定する前記第1の変位センサと、主表面を有する第2の目的物を、その主表面が前記第1のステージ側を向き、前記第2の基準面に平行になるように、前記第2のステージに固定させる第2の固定手段と、前記第2のステージに取り付けられた第2の変位センサであって、該第2の変位センサから、その正面に配置された前記第1の基準面に平行なある平面までの距離を測定する前記第2の変位センサと、前記第1のステージに取り付けられ、前記第1の基準面に平行なセンサ基準面を有する渦電流センサと、前記第2のステージに取り付けられ、前記第2の基準面に平行なターゲット基準面を有する渦電流センサ用ターゲットと、前記第1のステージと第2のステージとの一方を、他方に対して、前記第1の基準面に平行な方向及び垂直な方向に移動させる移動機構と、前記ターゲットが前記第1の変位センサの正面に位置するように前記移動機構を駆動して、前記第1の変位センサから該ターゲットのターゲット基準面までの距離を測定し、前記第2の目的物の主表面が前記第1の変位センサの正面に位置するように前記移動機構を駆動して、前記第1の変位センサから該第2の目的物の主表面までの距離を測定し、前記渦電流センサが前記第2の変位センサの正面に位置するように前記移動機構を駆動して、該第2の変位センサから該渦電流センサのセンサ基準面までの距離を測定し、前記第1の目的物の主表面が前記第2の変位センサの正面に位置するように前記移動機構を駆動して、該第2の変位センサから前記第1の目的物の主表面までの距離を測定し、前記ターゲットが前記渦電流センサの正面に位置するように前記移動機構を駆動して、前記センサ基準面とターゲット基準面との間隔を測定する制御手段とを有するギャップ調節装置が提供される。
【0008】
第1の変位センサからターゲット基準面までの距離と、第1の変位センサから第2の目的物の主表面までの距離との差から、ターゲット基準面と第2の目的物の主表面との、第2の基準面からの高さの差を知ることができる。同様に、センサ基準面と第1の目的物の主表面との、第1の基準面からの高さの差を知ることができる。これらの差の情報、及びセンサ基準面とターゲット基準面との間隔から、第1の目的物の主表面と第2の目的物の主表面との間隔を求めることができる。
【0009】
本発明の他の観点によると、第1の基準面を画定する第1のステージ上に、第1の目的物の主表面が前記第1の基準面と平行になるように、該第1の目的物を固定する第1工程と、前記第1の基準面に平行な第2の基準面を画定する第2のステージ上に、第2の目的物の主表面が該第2の基準面に平行になるように、該第2の目的物を固定する第2工程と、前記第1のステージ上に取り付けられた渦電流センサのセンサ基準面の、前記第1の基準面からの高さと、該第1の基準面から前記第1の目的物の主表面までの高さとの関係を求め、もしくは調節する第3工程と、前記第2のステージ上に取り付けられた渦電流センサ用のターゲットのターゲット基準面の、前記第2の基準面からの高さと、前記第2の基準面から前記第2の目的物の主表面までの高さとの関係を求め、もしくは調節する第4工程と、前記渦電流センサのセンサ基準面から前記ターゲット基準面までの距離を測定し、測定結果が目標値に近づくように、前記第1のステージと前記第2のステージとの間隔を調節する第5工程とを有するギャップ調節方法が提供される。
【0010】
第3工程で、第1の基準面からセンサ基準面までの高さと、第1の基準面から第1の目的物の主表面までの高さとの関係がわかる。第4工程で、第2の基準面からターゲット基準面までの高さと、第2の基準面から第2の目的物の主表面までの高さとの関係がわかる。センサ基準面からターゲット基準面までの距離がわかれば、第1の目的物の主表面と第2の目的物の主表面との間隔を求めることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の実施例によるX線露光装置の概略を示す。ウエハステージ1が、仮想的なウエハ基準面3を画定する。マスクステージ2が、仮想的なマスク基準面4を画定する。ウエハステージ1とマスクステージ2とが、相互に対向するように配置されている。ウエハ基準面3とマスク基準面4とは、相互に平行である。
【0012】
ウエハステージ1に、移動機構16を介してウエハチャック5が取り付けられている。移動機構16は、ウエハチャック5をウエハ基準面3の法線方向に移動させることができる。ウエハチャック5は、露光すべきウエハ10を吸着し、固定する。ウエハチャック5に吸着されたウエハ10の露光すべき面(主表面)は、マスクステージ2側を向き、ウエハ基準面3と平行になる。
【0013】
ウエハ側レーザ変位センサ6が、ウエハステージ1に取り付けられている。レーザを反射する反射面が、マスク基準面4に平行に、かつウエハ側レーザ変位センサ6の正面に配置されたとき、ウエハ側レーザ変位センサ6は、この反射面までの距離を測定する。レーザ変位センサ6の測定誤差は、1μm以下である。
【0014】
マスクチャック7が、マスクステージ2に取り付けられている。マスクチャック7は、X線露光用のマスク11を吸着し、固定する。マスクチャック7に吸着されたマスク11のマスク面は、ウエハステージ1側を向き、マスク基準面4に平行である。
【0015】
マスク側レーザ変位センサ8が、マスクステージ2に取り付けられている。レーザを反射する反射面が、ウエハ基準面3に平行に、かつマスク側レーザ変位センサ8の正面に配置されたとき、マスク側レーザ変位センサ8は、この反射面までの距離を測定する。レーザ変位センサ8の測定誤差は、1μm以下である。
【0016】
渦電流センサ20が、アクチュエータ21を介してウエハステージ1に取り付けられている。渦電流センサ用のターゲット25が、アクチュエータ26を介してマスクステージ2に取り付けられている。渦電流センサ20は、ウエハ基準面3に平行なセンサ基準面22を有する。ターゲット25は、マスク基準面4に平行なターゲット基準面27を有する。ターゲット25が、渦電流センサ20の正面に配置されたとき、渦電流センサ20は、センサ基準面22からターゲット基準面27までの距離を測定することができる。アクチュエータ21は、ウエハ基準面3からの、渦電流センサ20の高さを調節する。アクチュエータ26は、マスク基準面4からの、ターゲット25の高さを調節する。
【0017】
渦電流センサ20として、例えば株式会社キーエンスのEX−500シリーズのセンサを用いることができる。EX−500シリーズのセンサの分解能は、0.3μm〜3.0μmである。また、ターゲット25として、厚さ0.5mm以上の金属板を用いることができる。
【0018】
移動機構15が、ウエハステージ1を、ウエハ基準面3に平行な2次元方向に移動させる。他の移動機構31が、マスクステージ2を、マスク基準面2に垂直な方向に移動させる。ウエハ側レーザ変位センサ6、8、渦電流センサ20、アクチュエータ21、26、移動機構15、16及び31は、制御装置40によって制御される。
【0019】
X線光源45が、X線46を放射する。X線光源45は、例えばシンクロトロンであり、X線46は、シンクロトロン放射光(SR光)である。X線46は、マスク11を通してウエハ10の露光すべき表面を照射する。
【0020】
次に、図2を参照しながら、X線露光方法を説明する。ステップS1において、ウエハステージ1を移動させ、ウエハ10の主表面の所定の部位を、マスク側レーザ変位センサ8の正面に位置させる。マスク側レーザ変位センサ8を用いて、マスク側レーザ変位センサ8からウエハ10の主表面までの距離を測定する。
【0021】
ステップS2に進み、ウエハステージ1を移動させ、渦電流センサ20をマスク側レーザ変位センサ8の正面に位置させる。マスク側レーザ変位センサ8から渦電流センサ20のセンサ基準面22までの距離を測定する。この測定結果と、ステップS1の測定結果とを比較し、センサ基準面22がウエハ10の主表面と同一平面上に位置するように、ウエハ基準面3からの渦電流センサ20の高さを調節する。この調節は、アクチュエータ21を駆動することにより行われる。
【0022】
ステップS3に進み、ウエハステージ1を移動させ、マスク11のマスク面の所定の部位を、ウエハ側レーザ変位センサ6の正面に位置させる。ウエハ側レーザ変位センサ6からマスク11のマスク面までの距離を測定する。
【0023】
ステップS4に進み、ウエハステージ1を移動させ、ターゲット25をウエハ側レーザ変位センサ6の正面に位置させる。ウエハ側レーザ変位センサ6からターゲット25のターゲット基準面27までの距離を測定する。この測定結果と、ステップS3の測定結果とを比較し、ターゲット基準面27がマスク11のマスク面と同一平面上に位置するように、マスク基準面3からのターゲット25の高さを調節する。この調節は、アクチュエータ26を駆動することにより行われる。
【0024】
ステップS5に進み、ターゲット25が渦電流センサ20の正面に位置するように、ウエハステージ1を移動させる。渦電流センサ20で、センサ基準面22とターゲット基準面27との間隔を測定する。この間隔が目標値に近づくように、マスクステージ2を、マスク基準面4に垂直な方向に移動させる。センサ基準面22とターゲット基準面27との間隔は、ウエハ10の主表面とマスク11のマスク面との間隔(ウエハマスク間の間隔)に等しい。このため、ウエハマスク間の間隔を目標値に近づけることができる。
【0025】
ウエハマスク間の間隔が許容範囲内に収まると、ステップS6に進み、X線露光を行う。
【0026】
上記実施例では、高価な静電容量センサや高解像度カメラを用いることなく、ウエハ10の主表面とマスク11のマスク面との間隔を、高精度に調節することができる。また、渦電流センサ20により、常時、ウエハマスク間の間隔をモニタすることができる。このため、間隔が目標値からずれたとき、間隔を迅速に元に戻すことができる。
【0027】
さらに、上記実施例で用いられるレーザ変位センサや渦電流センサは、小型かつ軽量である。このため、ステージ周りに大きな余裕のスペースが無い場合であっても、センサを設置することができる。また、ステージに加わる機械的負荷を軽減することができる。
【0028】
次に、上記実施例の変形例について説明する。上記実施例では、図2に示したステップS2において、センサ基準面22の高さを、ウエハ10の主表面の高さに一致させ、ステップS4において、ターゲット基準面27の高さを、マスク11のマスク面の高さに一致させた。変形例においては、上記実施例のステップS2に対応する工程で、制御装置が、センサ基準面22の高さとウエハ10の主表面の高さとの差を記憶する。また、ステップS4に対応する工程で、ターゲット基準面27の高さとマスク11のマスク面の高さとの差を記憶する。渦電流センサ20及びターゲット25の高さを調節する必要はない。
【0029】
上記実施例のステップS5に対応する工程で、センサ基準面22とターゲット基準面27との間隔を測定する。この間隔の測定値、センサ基準面22の高さとウエハ10の主表面の高さとの差、及びターゲット基準面27の高さとマスク11のマスク面の高さとの差に基づいて、ウエハマスク間の間隔を計算により求めることができる。この変形例では、図1に示したアクチュエータ21及び26は、必要ではない。
【0030】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、渦電流センサを用いて、2つの目的物間の間隔を測定することができる。渦電流センサは小型であるため、装置に余裕のスペースが不足している場合でも、渦電流センサを所定の位置に設置することができる。また、渦電流センサは比較的安価であるため、装置の低コスト化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるX線露光装置の概略図である。
【図2】本発明の実施例によるギャップ調整方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1 ウエハステージ
2 マスクステージ
3 ウエハ基準面
4 マスク基準面
5 ウエハチャック
6 ウエハ側レーザ変位センサ
7 マスクチャック
8 マスク側レーザ変位センサ
10 ウエハ
11 マスク
15、16、31 移動機構
20 渦電流センサ
21、26 アクチュエータ
22 センサ基準面
25 ターゲット
27 ターゲット基準面
40 制御装置
45 X線光源
46 X線
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gap adjusting device and an adjusting method, and more particularly to a gap adjusting device and an adjusting method suitable for adjusting a gap between a wafer and a mask used in X-ray lithography.
[0002]
[Prior art]
In X-ray lithography, usually, a mask is arranged on a wafer surface to be exposed with a small gap, and the wafer surface is exposed through the mask. In order to increase resolution and alignment accuracy, the gap between the wafer and the mask must be precisely controlled. In particular, if the gap is too wide, the resolution is reduced due to penumbra, and the alignment accuracy is also reduced.
[0003]
As a method of measuring the gap between the wafer and the mask, a method using an electrostatic capacity sensor, a method using image processing using a high-resolution camera, and the like are known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the capacitance sensor and the high-resolution camera are expensive, the adoption of the gap measurement method using them makes the entire apparatus expensive. In particular, a capacitance sensor capable of measuring a gap of 50 μm or less is very expensive. In addition, an expensive lens is required to image a gap of 20 μm or less.
[0005]
An object of the present invention is to provide a gap adjusting device capable of reducing costs.
[0006]
Another object of the present invention is to provide a method for measuring a gap using the gap measuring device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the invention, a first stage defining a first reference plane and a second reference plane are defined such that the second reference plane is parallel to the first reference plane. A second stage opposed to the first stage and a first object having a main surface are oriented such that the main surface faces the second stage side and is parallel to the first reference plane. A first fixing means for fixing to the first stage, and a first displacement sensor attached to the first stage, wherein the first displacement sensor includes The first displacement sensor for measuring a distance to a plane parallel to the second reference plane and the second target having a main surface are arranged such that the main surface faces the first stage and the second displacement sensor measures the distance. Second fixing means for fixing to the second stage so as to be parallel to the reference plane of A second displacement sensor attached to the second stage, wherein a distance from the second displacement sensor to a plane parallel to the first reference plane disposed in front of the second displacement sensor is measured. An eddy current sensor attached to the second displacement sensor and the first stage and having a sensor reference plane parallel to the first reference plane; and an eddy current sensor attached to the second stage and provided with the second reference An eddy current sensor target having a target reference plane parallel to a plane, one of the first stage and the second stage, and a direction parallel to and perpendicular to the first reference plane with respect to the other. And moving the moving mechanism so that the target is located in front of the first displacement sensor, and measuring a distance from the first displacement sensor to a target reference plane of the target. Driving the moving mechanism so that the main surface of the second object is located in front of the first displacement sensor, and moving the moving mechanism from the first displacement sensor to the main surface of the second object. The distance is measured, and the moving mechanism is driven so that the eddy current sensor is located in front of the second displacement sensor. The distance from the second displacement sensor to the sensor reference plane of the eddy current sensor is measured. Measuring, driving the moving mechanism so that the main surface of the first object is located in front of the second displacement sensor, and moving the main surface of the first object from the second displacement sensor. Control means for measuring the distance between the sensor reference plane and the target reference plane by driving the moving mechanism so that the target is positioned in front of the eddy current sensor. An apparatus is provided.
[0008]
From the difference between the distance from the first displacement sensor to the target reference plane and the distance from the first displacement sensor to the main surface of the second target, the difference between the target reference plane and the main surface of the second target is determined. , The height difference from the second reference plane can be known. Similarly, a difference in height between the sensor reference plane and the main surface of the first target object from the first reference plane can be known. From the information of these differences and the distance between the sensor reference plane and the target reference plane, the distance between the main surface of the first target and the main surface of the second target can be obtained.
[0009]
According to another aspect of the invention, the first object is positioned on a first stage defining a first reference plane, such that a main surface of the first object is parallel to the first reference plane. A first step of fixing the object, and a second stage defining a second reference plane parallel to the first reference plane, wherein a main surface of the second object is placed on the second reference plane; A second step of fixing the second object so as to be parallel, and a height of the sensor reference plane of the eddy current sensor mounted on the first stage from the first reference plane; A third step of obtaining or adjusting a relationship between the first reference plane and a height from the main surface of the first object, and a step of detecting an eddy current sensor target mounted on the second stage. A height of the target reference plane from the second reference plane, and a height of the second target object from the second reference plane. A fourth step of obtaining or adjusting the relationship with the height to the surface, and measuring the distance from the sensor reference surface of the eddy current sensor to the target reference surface, and measuring the distance so that the measurement result approaches a target value. There is provided a gap adjusting method including a fifth step of adjusting an interval between a first stage and the second stage.
[0010]
In the third step, the relationship between the height from the first reference plane to the sensor reference plane and the height from the first reference plane to the main surface of the first target object is found. In the fourth step, the relationship between the height from the second reference plane to the target reference plane and the height from the second reference plane to the main surface of the second object can be determined. If the distance from the sensor reference plane to the target reference plane is known, the distance between the main surface of the first target and the main surface of the second target can be obtained.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 schematically shows an X-ray exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The wafer stage 1 defines a virtual wafer reference plane 3. The mask stage 2 defines a virtual mask reference plane 4. Wafer stage 1 and mask stage 2 are arranged so as to face each other. The wafer reference plane 3 and the mask reference plane 4 are parallel to each other.
[0012]
The wafer chuck 5 is attached to the wafer stage 1 via a moving mechanism 16. The moving mechanism 16 can move the wafer chuck 5 in a direction normal to the wafer reference surface 3. The wafer chuck 5 sucks and fixes the wafer 10 to be exposed. The surface (main surface) of the wafer 10 to be exposed which is attracted to the wafer chuck 5 faces the mask stage 2 and is parallel to the wafer reference surface 3.
[0013]
The wafer-side laser displacement sensor 6 is attached to the wafer stage 1. When the reflecting surface that reflects the laser is placed parallel to the mask reference surface 4 and in front of the wafer-side laser displacement sensor 6, the wafer-side laser displacement sensor 6 measures the distance to this reflecting surface. The measurement error of the laser displacement sensor 6 is 1 μm or less.
[0014]
A mask chuck 7 is attached to the mask stage 2. The mask chuck 7 sucks and fixes the mask 11 for X-ray exposure. The mask surface of the mask 11 attracted to the mask chuck 7 faces the wafer stage 1 side and is parallel to the mask reference plane 4.
[0015]
A mask-side laser displacement sensor 8 is attached to the mask stage 2. When the reflection surface that reflects the laser is placed parallel to the wafer reference surface 3 and in front of the mask-side laser displacement sensor 8, the mask-side laser displacement sensor 8 measures the distance to this reflection surface. The measurement error of the laser displacement sensor 8 is 1 μm or less.
[0016]
An eddy current sensor 20 is attached to the wafer stage 1 via an actuator 21. A target 25 for an eddy current sensor is attached to the mask stage 2 via an actuator 26. The eddy current sensor 20 has a sensor reference plane 22 parallel to the wafer reference plane 3. The target 25 has a target reference plane 27 parallel to the mask reference plane 4. When the target 25 is placed in front of the eddy current sensor 20, the eddy current sensor 20 can measure the distance from the sensor reference plane 22 to the target reference plane 27. The actuator 21 adjusts the height of the eddy current sensor 20 from the wafer reference plane 3. The actuator 26 adjusts the height of the target 25 from the mask reference plane 4.
[0017]
As the eddy current sensor 20, for example, an EX-500 series sensor manufactured by Keyence Corporation can be used. The resolution of the EX-500 series sensor is 0.3 μm to 3.0 μm. Further, as the target 25, a metal plate having a thickness of 0.5 mm or more can be used.
[0018]
The moving mechanism 15 moves the wafer stage 1 in a two-dimensional direction parallel to the wafer reference plane 3. Another moving mechanism 31 moves the mask stage 2 in a direction perpendicular to the mask reference plane 2. The controller 40 controls the wafer-side laser displacement sensors 6 and 8, the eddy current sensor 20, the actuators 21 and 26, and the moving mechanisms 15, 16 and 31.
[0019]
An X-ray light source 45 emits X-rays 46. The X-ray light source 45 is, for example, a synchrotron, and the X-rays 46 are synchrotron radiation (SR light). The X-rays 46 irradiate the surface of the wafer 10 to be exposed through the mask 11.
[0020]
Next, an X-ray exposure method will be described with reference to FIG. In step S <b> 1, the wafer stage 1 is moved to position a predetermined portion of the main surface of the wafer 10 in front of the mask-side laser displacement sensor 8. The distance from the mask-side laser displacement sensor 8 to the main surface of the wafer 10 is measured using the mask-side laser displacement sensor 8.
[0021]
In step S2, the wafer stage 1 is moved to position the eddy current sensor 20 in front of the mask-side laser displacement sensor 8. The distance from the mask-side laser displacement sensor 8 to the sensor reference plane 22 of the eddy current sensor 20 is measured. The measurement result is compared with the measurement result in step S1, and the height of the eddy current sensor 20 from the wafer reference plane 3 is adjusted so that the sensor reference plane 22 is located on the same plane as the main surface of the wafer 10. I do. This adjustment is performed by driving the actuator 21.
[0022]
Proceeding to step S3, the wafer stage 1 is moved to position a predetermined portion of the mask surface of the mask 11 in front of the wafer-side laser displacement sensor 6. The distance from the wafer-side laser displacement sensor 6 to the mask surface of the mask 11 is measured.
[0023]
Proceeding to step S4, the wafer stage 1 is moved to position the target 25 in front of the wafer-side laser displacement sensor 6. The distance from the wafer-side laser displacement sensor 6 to the target reference plane 27 of the target 25 is measured. The measurement result is compared with the measurement result in step S3, and the height of the target 25 from the mask reference plane 3 is adjusted so that the target reference plane 27 is located on the same plane as the mask plane of the mask 11. This adjustment is performed by driving the actuator 26.
[0024]
Proceeding to step S5, the wafer stage 1 is moved so that the target 25 is located in front of the eddy current sensor 20. The distance between the sensor reference plane 22 and the target reference plane 27 is measured by the eddy current sensor 20. The mask stage 2 is moved in a direction perpendicular to the mask reference plane 4 so that this interval approaches the target value. The distance between the sensor reference plane 22 and the target reference plane 27 is equal to the distance between the main surface of the wafer 10 and the mask surface of the mask 11 (the distance between wafer masks). Therefore, the interval between the wafer masks can be made closer to the target value.
[0025]
When the distance between the wafer masks falls within the allowable range, the process proceeds to step S6, where X-ray exposure is performed.
[0026]
In the above embodiment, the distance between the main surface of the wafer 10 and the mask surface of the mask 11 can be adjusted with high accuracy without using an expensive capacitance sensor or high-resolution camera. Further, the interval between wafer masks can be constantly monitored by the eddy current sensor 20. Therefore, when the interval deviates from the target value, the interval can be quickly restored.
[0027]
Further, the laser displacement sensor and the eddy current sensor used in the above embodiment are small and lightweight. For this reason, the sensor can be installed even when there is no large extra space around the stage. Further, the mechanical load applied to the stage can be reduced.
[0028]
Next, a modification of the above embodiment will be described. In the above embodiment, in step S2 shown in FIG. 2, the height of the sensor reference surface 22 is made to match the height of the main surface of the wafer 10, and in step S4, the height of the target reference surface 27 is changed The height of the mask surface. In a modified example, the control device stores the difference between the height of the sensor reference surface 22 and the height of the main surface of the wafer 10 in a process corresponding to step S2 of the above embodiment. In a step corresponding to step S4, the difference between the height of the target reference surface 27 and the height of the mask surface of the mask 11 is stored. It is not necessary to adjust the height of the eddy current sensor 20 and the target 25.
[0029]
In a step corresponding to step S5 in the above embodiment, the distance between the sensor reference plane 22 and the target reference plane 27 is measured. Based on the measured value of this interval, the difference between the height of the sensor reference plane 22 and the height of the main surface of the wafer 10, and the difference between the height of the target reference plane 27 and the height of the mask surface of the mask 11, The interval can be calculated. In this variant, the actuators 21 and 26 shown in FIG. 1 are not required.
[0030]
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the distance between two objects can be measured using the eddy current sensor. Since the eddy current sensor is small, the eddy current sensor can be installed at a predetermined position even when the device has insufficient space. Further, since the eddy current sensor is relatively inexpensive, the cost of the device can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an X-ray exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a gap adjusting method according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 wafer stage 2 mask stage 3 wafer reference plane 4 mask reference plane 5 wafer chuck 6 wafer side laser displacement sensor 7 mask chuck 8 mask side laser displacement sensor 10 wafer 11 masks 15, 16, 31 moving mechanism 20 eddy current sensors 21, 26 Actuator 22 Sensor reference plane 25 Target 27 Target reference plane 40 Controller 45 X-ray light source 46 X-ray

Claims (4)

第1の基準面を画定する第1のステージと、
第2の基準面を画定し、該第2の基準面が前記第1の基準面と平行になるように前記第1のステージに対向する第2のステージと、
主表面を有する第1の目的物を、その主表面が前記第2のステージ側を向き、前記第1の基準面に平行になるように、前記第1のステージに固定させる第1の固定手段と、
前記第1のステージに取り付けられた第1の変位センサであって、該第1の変位センサから、その正面に配置された前記第2の基準面に平行なある平面までの距離を測定する前記第1の変位センサと、
主表面を有する第2の目的物を、その主表面が前記第1のステージ側を向き、前記第2の基準面に平行になるように、前記第2のステージに固定させる第2の固定手段と、
前記第2のステージに取り付けられた第2の変位センサであって、該第2の変位センサから、その正面に配置された前記第1の基準面に平行なある平面までの距離を測定する前記第2の変位センサと、
前記第1のステージに取り付けられ、前記第1の基準面に平行なセンサ基準面を有する渦電流センサと、
前記第2のステージに取り付けられ、前記第2の基準面に平行なターゲット基準面を有する渦電流センサ用ターゲットと、
前記第1のステージと第2のステージとの一方を、他方に対して、前記第1の基準面に平行な方向及び垂直な方向に移動させる移動機構と、
前記ターゲットが前記第1の変位センサの正面に位置するように前記移動機構を駆動して、前記第1の変位センサから該ターゲットのターゲット基準面までの距離を測定し、前記第2の目的物の主表面が前記第1の変位センサの正面に位置するように前記移動機構を駆動して、前記第1の変位センサから該第2の目的物の主表面までの距離を測定し、前記渦電流センサが前記第2の変位センサの正面に位置するように前記移動機構を駆動して、該第2の変位センサから該渦電流センサのセンサ基準面までの距離を測定し、前記第1の目的物の主表面が前記第2の変位センサの正面に位置するように前記移動機構を駆動して、該第2の変位センサから前記第1の目的物の主表面までの距離を測定し、前記ターゲットが前記渦電流センサの正面に位置するように前記移動機構を駆動して、前記センサ基準面とターゲット基準面との間隔を測定する制御手段と
を有するギャップ調節装置。
A first stage defining a first reference plane;
A second stage that defines a second reference plane and faces the first stage such that the second reference plane is parallel to the first reference plane;
First fixing means for fixing a first object having a main surface to the first stage such that the main surface faces the second stage and is parallel to the first reference plane. When,
A first displacement sensor attached to the first stage, wherein the first displacement sensor measures a distance from the first displacement sensor to a plane parallel to the second reference plane disposed in front of the first displacement sensor. A first displacement sensor;
Second fixing means for fixing a second object having a main surface to the second stage such that the main surface faces the first stage side and is parallel to the second reference plane. When,
A second displacement sensor attached to the second stage, wherein the second displacement sensor measures a distance from the second displacement sensor to a plane parallel to the first reference plane disposed in front of the second displacement sensor. A second displacement sensor;
An eddy current sensor attached to the first stage and having a sensor reference plane parallel to the first reference plane;
An eddy current sensor target attached to the second stage and having a target reference plane parallel to the second reference plane;
A moving mechanism for moving one of the first stage and the second stage relative to the other in a direction parallel to and perpendicular to the first reference plane;
Driving the moving mechanism so that the target is located in front of the first displacement sensor, measuring a distance from the first displacement sensor to a target reference plane of the target, The driving mechanism is driven so that the main surface of the first displacement sensor is located in front of the first displacement sensor, and the distance from the first displacement sensor to the main surface of the second object is measured. Driving the moving mechanism so that a current sensor is located in front of the second displacement sensor, measuring a distance from the second displacement sensor to a sensor reference plane of the eddy current sensor, Driving the moving mechanism so that the main surface of the object is located in front of the second displacement sensor, measuring a distance from the second displacement sensor to the main surface of the first object, The target is in front of the eddy current sensor The moving mechanism is driven so as to location, the gap adjustment device and a control means for measuring the distance between the sensor reference plane and the target reference surface.
さらに、前記第1の基準面から前記渦電流センサのセンサ基準面までの高さを調節することができる第1の高さ調節機構と、
前記第2の基準面から前記ターゲットのターゲット基準面までの高さを調節することができる第2の高さ調節機構とを有し、
前記制御手段が、前記第1の変位センサによる測定結果に基づいて、前記第2の基準面から前記ターゲット基準面までの高さが、前記第2の基準面から前記第2の目的物の主表面までの高さに等しくなるように、前記第2の高さ調節機構を駆動し、前記第2の変位センサによる測定結果に基づいて、前記第1の基準面から前記センサ基準面までの高さが、前記第1の基準面から前記第1の目的物の主表面までの高さに等しくなるように、前記第1の高さ調節機構を駆動する請求項1に記載のギャップ調節装置。
Further, a first height adjustment mechanism that can adjust a height from the first reference plane to a sensor reference plane of the eddy current sensor;
A second height adjustment mechanism that can adjust the height from the second reference plane to the target reference plane of the target,
The control means may determine that a height from the second reference plane to the target reference plane is higher than a height of the second target object from the second reference plane based on a measurement result by the first displacement sensor. The second height adjustment mechanism is driven so as to be equal to the height to the surface, and the height from the first reference plane to the sensor reference plane is determined based on the measurement result by the second displacement sensor. The gap adjusting device according to claim 1, wherein the first height adjusting mechanism is driven such that the height of the first height adjusting mechanism is equal to the height from the first reference plane to the main surface of the first object.
第1の基準面を画定する第1のステージ上に、第1の目的物の主表面が前記第1の基準面と平行になるように、該第1の目的物を固定する第1工程と、
前記第1の基準面に平行な第2の基準面を画定する第2のステージ上に、第2の目的物の主表面が該第2の基準面に平行になるように、該第2の目的物を固定する第2工程と、
前記第1のステージ上に取り付けられた渦電流センサのセンサ基準面の、前記第1の基準面からの高さと、該第1の基準面から前記第1の目的物の主表面までの高さとの関係を求め、もしくは調節する第3工程と、
前記第2のステージ上に取り付けられた渦電流センサ用のターゲットのターゲット基準面の、前記第2の基準面からの高さと、前記第2の基準面から前記第2の目的物の主表面までの高さとの関係を求め、もしくは調節する第4工程と、
前記渦電流センサのセンサ基準面から前記ターゲット基準面までの距離を測定し、測定結果が目標値に近づくように、前記第1のステージと前記第2のステージとの間隔を調節する第5工程と
を有するギャップ調節方法。
A first step of fixing the first object on a first stage defining a first reference surface such that a main surface of the first object is parallel to the first reference surface; ,
On a second stage that defines a second reference plane parallel to the first reference plane, the second object is placed on the second stage such that the main surface of the second object is parallel to the second reference plane. A second step of fixing the object;
A height of the sensor reference plane of the eddy current sensor mounted on the first stage from the first reference plane, and a height from the first reference plane to a main surface of the first object; A third step of determining or adjusting the relationship of
The height of the target reference plane of the target for the eddy current sensor mounted on the second stage from the second reference plane, and from the second reference plane to the main surface of the second target object A fourth step of determining or adjusting the relationship with the height of the
A fifth step of measuring a distance from a sensor reference plane of the eddy current sensor to the target reference plane, and adjusting an interval between the first stage and the second stage so that a measurement result approaches a target value. And a gap adjusting method comprising:
前記第3工程において、前記センサ基準面と、前記第1の目的物の主表面とが、同一平面上に位置するように調節し、前記第4工程において、前記ターゲット基準面と、前記第2の目的物の主表面とが、同一平面上に位置するように調節する請求項3に記載のギャップ調節方法。In the third step, the sensor reference plane and the main surface of the first object are adjusted so as to be located on the same plane, and in the fourth step, the target reference plane and the second 4. The gap adjusting method according to claim 3, wherein the adjustment is performed such that the main surface of the target object is located on the same plane.
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