JPH0769135B2 - Ｘ線マスクと被露光基板との間隙測定装置及び間隙測定方法 - Google Patents
Ｘ線マスクと被露光基板との間隙測定装置及び間隙測定方法Info
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- JPH0769135B2 JPH0769135B2 JP63115656A JP11565688A JPH0769135B2 JP H0769135 B2 JPH0769135 B2 JP H0769135B2 JP 63115656 A JP63115656 A JP 63115656A JP 11565688 A JP11565688 A JP 11565688A JP H0769135 B2 JPH0769135 B2 JP H0769135B2
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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)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はＸ線マスクと被露光基板との間隙測定装置及び
間隙測定方法に関する。
間隙測定方法に関する。
（従来の技術） Ｘ線を用いて半導体集積回路等のパタンをSiウエハ等の
被露光基板上に塗布した感光性樹脂に転写するには、Ｘ
線を良好に透過するSiN,BN,SiC等の薄膜上に金，タング
ステン，タンタル，モリブデン等の重金属を主成分とす
るＸ線吸収体で、パタンの形状を形成したＸ線マスクを
用いる。このようにして、Ｘ線マスクを感光剤を塗布し
たSiウエハ等の被露光基板上に近接させて設置し、Ｘ線
マスクを通してＸ線を照射することにより、Ｘ線マスク
上のパタンが感光剤に転写される。
被露光基板上に塗布した感光性樹脂に転写するには、Ｘ
線を良好に透過するSiN,BN,SiC等の薄膜上に金，タング
ステン，タンタル，モリブデン等の重金属を主成分とす
るＸ線吸収体で、パタンの形状を形成したＸ線マスクを
用いる。このようにして、Ｘ線マスクを感光剤を塗布し
たSiウエハ等の被露光基板上に近接させて設置し、Ｘ線
マスクを通してＸ線を照射することにより、Ｘ線マスク
上のパタンが感光剤に転写される。
この際、Ｘ線マスクと被露光基板との間隙は概ね数μｍ
〜100μｍ程度の微細間隙である。パタンの転写精度は
Ｘ線吸収体の裏側へのＸ線の回析量に左右されるため、
前記間隙は狭い程良いが、Ｘ線マスクと被露光基板が接
触すると、脆弱なＸ線マスクが破損するため、適当な間
隙にＸ線マスクと被露光基板とを正確に速く設定できる
か否かが露光装置の性能を大きく左右する。
〜100μｍ程度の微細間隙である。パタンの転写精度は
Ｘ線吸収体の裏側へのＸ線の回析量に左右されるため、
前記間隙は狭い程良いが、Ｘ線マスクと被露光基板が接
触すると、脆弱なＸ線マスクが破損するため、適当な間
隙にＸ線マスクと被露光基板とを正確に速く設定できる
か否かが露光装置の性能を大きく左右する。
従来、Ｘ線マスクと被露光基板との間隙を設定するに
は、Journal of Vacuum Science TechnologyB3（６）,N
ov/Dec 1985 1581〜1585ページ A step−and−repeatx
−ray exposure system for0.5μm pattern replicatio
nに開示されているように、二重焦点対物レンズによっ
てＸ線マスクと被露光基板各々に付けたマークを同時に
拡大観察し、Ｘ線マスクと被露光基板とが前記二重焦点
対物レンズの二つの焦点にそれぞれ合致するように、Ｘ
線マスクと被露光基板とを設定する方法をとっていた。
は、Journal of Vacuum Science TechnologyB3（６）,N
ov/Dec 1985 1581〜1585ページ A step−and−repeatx
−ray exposure system for0.5μm pattern replicatio
nに開示されているように、二重焦点対物レンズによっ
てＸ線マスクと被露光基板各々に付けたマークを同時に
拡大観察し、Ｘ線マスクと被露光基板とが前記二重焦点
対物レンズの二つの焦点にそれぞれ合致するように、Ｘ
線マスクと被露光基板とを設定する方法をとっていた。
また、特願昭59−254242号に開示されているように、回
析格子によるギャップ制御法およびそれを用いた位置合
わせ制御法では、Ｘ線マスクや被露光基板に回折格子を
付けており、Ｘ線マスクと被露光基板との間隙に応じて
回析光の強度や位相が変化することを利用して間隙を測
定し、Ｘ線マスクと被露光基板との間隙を設定する方法
もとられている。
析格子によるギャップ制御法およびそれを用いた位置合
わせ制御法では、Ｘ線マスクや被露光基板に回折格子を
付けており、Ｘ線マスクと被露光基板との間隙に応じて
回析光の強度や位相が変化することを利用して間隙を測
定し、Ｘ線マスクと被露光基板との間隙を設定する方法
もとられている。
（発明が解決しようとする課題） しかし、上記の二重焦点対物レンズを用いる方法では、
対物レンズに固有の二つの焦点の間の距離は不変であ
り、Ｘ線マスクと被露光基板との間隙は二つの焦点間の
距離に相当する所定の間隙にしか設定できない。また、
Ｘ線マスクおよび被露光基板が対物レンズの各焦点から
ずれた位置にある場合、Ｘ線マスクおよび被露光基板は
それぞれどのような場所にあり、その相対間隙がどの位
かは、知ることができない。
対物レンズに固有の二つの焦点の間の距離は不変であ
り、Ｘ線マスクと被露光基板との間隙は二つの焦点間の
距離に相当する所定の間隙にしか設定できない。また、
Ｘ線マスクおよび被露光基板が対物レンズの各焦点から
ずれた位置にある場合、Ｘ線マスクおよび被露光基板は
それぞれどのような場所にあり、その相対間隙がどの位
かは、知ることができない。
一方、Ｘ線マスクに回析格子を入れておいてＸ線マスク
と被露光基板との間隙を測定する方法は、回析光の強度
信号や位相信号がＸ線マスクと被露光基板との間隙に応
じて周期的に変化するため、何らかの別の手段によって
Ｘ線マスクと被露光基板との間隙を測定し、回析光の強
度信号や位相信号の一周期に相当する間隙範囲内に予め
設定しておく必要がある。
と被露光基板との間隙を測定する方法は、回析光の強度
信号や位相信号がＸ線マスクと被露光基板との間隙に応
じて周期的に変化するため、何らかの別の手段によって
Ｘ線マスクと被露光基板との間隙を測定し、回析光の強
度信号や位相信号の一周期に相当する間隙範囲内に予め
設定しておく必要がある。
また、回析光の強度信号や位相信号は前記の一周期内で
正弦波状に変化するため、検出しやすい間隙と検出しに
くい間隙が存在する。用いる回折格子のピッチを変えれ
ば、任意に検出しやすい間隙を選ぶことはできるが、回
折光の出る方向も変わるため、回折光の受光器の位置を
可変にしておかねばならない等、装置構成上困難な課題
を生じる。
正弦波状に変化するため、検出しやすい間隙と検出しに
くい間隙が存在する。用いる回折格子のピッチを変えれ
ば、任意に検出しやすい間隙を選ぶことはできるが、回
折光の出る方向も変わるため、回折光の受光器の位置を
可変にしておかねばならない等、装置構成上困難な課題
を生じる。
このような従来の技術では、Ｘ線マスクと被露光基板と
の任意の間隙を即座に自由に測定し、モニタすることは
不可能であった。
の任意の間隙を即座に自由に測定し、モニタすることは
不可能であった。
Ｘ線露光によってパタンを転写する場合、転写精度とＸ
線マスクの破損確立との兼合いから、必要なパタンの微
細度が得られる範囲で、Ｘ線マスクおよび被露光基板の
凹凸や反りに応じて、Ｘ線マスクと被露光基板とを両者
が接触しない間隙だけ十分離しておくことが望ましい。
しかしながら、上記のように、従来の装置では、Ｘ線マ
スクと被露光基板との間隙を即座かつ任意に常時測定す
ることが不可能なので、間隙を任意の間隙に自由に設定
することは非常に困難であった。
線マスクの破損確立との兼合いから、必要なパタンの微
細度が得られる範囲で、Ｘ線マスクおよび被露光基板の
凹凸や反りに応じて、Ｘ線マスクと被露光基板とを両者
が接触しない間隙だけ十分離しておくことが望ましい。
しかしながら、上記のように、従来の装置では、Ｘ線マ
スクと被露光基板との間隙を即座かつ任意に常時測定す
ることが不可能なので、間隙を任意の間隙に自由に設定
することは非常に困難であった。
さらに、以上示した従来の装置では、Ｘ線マスクと被露
光基板の両方または片方に、観察用または回析光取得の
ための間隙設定用マークを予め設けておく必要があり、
間隙設定用マークが入らない場合はＸ線マスクと被露光
基板との間隙設定ができなかった。このため、間隙設定
用マークを露光に先立って予め作っておく工数が余分に
発生していた。
光基板の両方または片方に、観察用または回析光取得の
ための間隙設定用マークを予め設けておく必要があり、
間隙設定用マークが入らない場合はＸ線マスクと被露光
基板との間隙設定ができなかった。このため、間隙設定
用マークを露光に先立って予め作っておく工数が余分に
発生していた。
また、間隙設定のための検出を光学的な手段により行っ
ているため、被露光基板に塗布する前記感光性樹脂や被
露光基板上に存在する場合のある透明薄膜の膜厚の相違
に間隙の検出が影響を受け易く、露光により微細パタン
を形成したりするのに最適な膜厚を自由に選択できない
欠点もあった。
ているため、被露光基板に塗布する前記感光性樹脂や被
露光基板上に存在する場合のある透明薄膜の膜厚の相違
に間隙の検出が影響を受け易く、露光により微細パタン
を形成したりするのに最適な膜厚を自由に選択できない
欠点もあった。
（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の問題を解決するため、Ｘ線マスクと被
露光基板とを近接させて設置する手段と、Ｘ線マスクの
Ｘ線透過性薄膜上のＸ線吸収体との間の静電容量の大き
さを検出してＸ線マスクとの間の距離を測定する第１の
センサ（以下、第１の静電容量式ギャンプセンサと呼
ぶ。）と、前記被露光基板の表面位置との間の静電容量
の大きさを検出して前記被露光基板との間の距離を測定
する第２のセンサ（以下、第２の静電容量式ギャップセ
ンサと呼ぶ。）とを具備したことを特徴とする間隙測定
装置及び前記第1,第２の静電容量式ギャップセンサによ
り測定した前記距離から、前記Ｘ線マスクと前記被露光
基板との間の間隙を測定するようにしたことを特徴とす
る間隙測定方法を要旨とする。
露光基板とを近接させて設置する手段と、Ｘ線マスクの
Ｘ線透過性薄膜上のＸ線吸収体との間の静電容量の大き
さを検出してＸ線マスクとの間の距離を測定する第１の
センサ（以下、第１の静電容量式ギャンプセンサと呼
ぶ。）と、前記被露光基板の表面位置との間の静電容量
の大きさを検出して前記被露光基板との間の距離を測定
する第２のセンサ（以下、第２の静電容量式ギャップセ
ンサと呼ぶ。）とを具備したことを特徴とする間隙測定
装置及び前記第1,第２の静電容量式ギャップセンサによ
り測定した前記距離から、前記Ｘ線マスクと前記被露光
基板との間の間隙を測定するようにしたことを特徴とす
る間隙測定方法を要旨とする。
（作用） 本発明は前記構成により、第１および第２の静電容量式
ギャップセンサは、前記Ｘ線マスクおよび被露光基板に
何等のマークを設けることなく、かつ、被露光基板上に
塗布する感光性樹脂や被露光基板上に存在する透明薄膜
の膜厚に何等影響されることなく、Ｘ線マスクと被露光
基板との間の間隙の絶対的な値を、Ｘ線露光によりパタ
ン形成を行なう際に必要な精度で、即座に測定可能とす
る。
ギャップセンサは、前記Ｘ線マスクおよび被露光基板に
何等のマークを設けることなく、かつ、被露光基板上に
塗布する感光性樹脂や被露光基板上に存在する透明薄膜
の膜厚に何等影響されることなく、Ｘ線マスクと被露光
基板との間の間隙の絶対的な値を、Ｘ線露光によりパタ
ン形成を行なう際に必要な精度で、即座に測定可能とす
る。
（実施例） 本発明の実施例について説明する。なお、実施例は一つ
の例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で、種
々の変更あるいは改良を行いうることは言うまでもな
い。
の例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で、種
々の変更あるいは改良を行いうることは言うまでもな
い。
第１図は、本発明の実施例の構成図であり、１はＸ線マ
スク、２はＸ線透過性薄膜、、３はＸ線吸収体、４は第
１の静電容量式ギャップセンサ、５は第２の静電容量式
ギャップセンサ、６は被露光基板、７はＸ線透過性薄膜
の存在する窓部、８はＸ線透過性薄膜上にＸ線吸収体が
存在する窓部、９は露光するためのＸ線吸収体パタン、
10は露光するためのＸ線吸収体パタンが載ったＸ線透過
性薄膜の存在する窓部である。
スク、２はＸ線透過性薄膜、、３はＸ線吸収体、４は第
１の静電容量式ギャップセンサ、５は第２の静電容量式
ギャップセンサ、６は被露光基板、７はＸ線透過性薄膜
の存在する窓部、８はＸ線透過性薄膜上にＸ線吸収体が
存在する窓部、９は露光するためのＸ線吸収体パタン、
10は露光するためのＸ線吸収体パタンが載ったＸ線透過
性薄膜の存在する窓部である。
Ｘ線マスク１の非導電性のＸ線透過性薄膜２上のＸ線吸
収体３が存在しない部分に、導電性の被測定物とセンサ
ヘッドとの間の静電容量の変化を検出して、被測定物の
センサヘッドに対する相対間隙を測定する第１の静電容
量式ギャップセンサ４を設置し、Ｘ線マスク１のＸ線透
過性薄膜２上（Ｘ線透過性薄膜２の表面又は裏面）のＸ
線吸収体３が存在する部分にも第１の静電容量式ギャッ
プセンサ４とは別の第２の静電容量式ギャップセンサ５
を設置する。これ等ギャップセンサはＸ線マスク側に支
持具を用いて取り付けられている。静電容量式ギャップ
センサとしては、具体的には、米国LION PRECISION社
製、Non−Contact,Capacitive Displacement Transduce
r PXタイプ、フォトニクス社製、静電容量式変位セン
サ、プローブTMP型、米国ADE社、MICROSENSE等が使用で
きる。
収体３が存在しない部分に、導電性の被測定物とセンサ
ヘッドとの間の静電容量の変化を検出して、被測定物の
センサヘッドに対する相対間隙を測定する第１の静電容
量式ギャップセンサ４を設置し、Ｘ線マスク１のＸ線透
過性薄膜２上（Ｘ線透過性薄膜２の表面又は裏面）のＸ
線吸収体３が存在する部分にも第１の静電容量式ギャッ
プセンサ４とは別の第２の静電容量式ギャップセンサ５
を設置する。これ等ギャップセンサはＸ線マスク側に支
持具を用いて取り付けられている。静電容量式ギャップ
センサとしては、具体的には、米国LION PRECISION社
製、Non−Contact,Capacitive Displacement Transduce
r PXタイプ、フォトニクス社製、静電容量式変位セン
サ、プローブTMP型、米国ADE社、MICROSENSE等が使用で
きる。
上記の各静電容量式ギャップセンサは、測定対象物の表
面に数100Å以上の導電膜が付着していれば、例えば石
英のような絶縁体でも測定可能である。もちろん、導電
製物体が対象物であっても良いことは言うまでもない。
また、シリコン，ゲルマニウム，ガリウム砒素等の一般
に半導体と称される対象物も導電体と見なせ、測定可能
である。
面に数100Å以上の導電膜が付着していれば、例えば石
英のような絶縁体でも測定可能である。もちろん、導電
製物体が対象物であっても良いことは言うまでもない。
また、シリコン，ゲルマニウム，ガリウム砒素等の一般
に半導体と称される対象物も導電体と見なせ、測定可能
である。
Ｘ線吸収体３は、金、タングステン，タンタル，モリブ
デン等の重金属が主成分で導電体であり、また、被露光
基板６もシリコン，ゲルマニウム，ガリウム砒素等の半
導体であるため、上記のような状態に第１および第２の
静電容量式ギャップセンサ４および５を設置して、Ｘ線
マスクと被露光基板とを近接させた場合、第１の静電容
量式ギャップセンサ４は、非導電性のＸ線透過性薄膜２
を通して導電性の被露光基板６の表面の位置を検出し、
第２の静電容量式ギャップセンサ５は非導電性のＸ線透
過性薄膜２の表面または裏面に存在するＸ線吸収体３の
位置を検出する。
デン等の重金属が主成分で導電体であり、また、被露光
基板６もシリコン，ゲルマニウム，ガリウム砒素等の半
導体であるため、上記のような状態に第１および第２の
静電容量式ギャップセンサ４および５を設置して、Ｘ線
マスクと被露光基板とを近接させた場合、第１の静電容
量式ギャップセンサ４は、非導電性のＸ線透過性薄膜２
を通して導電性の被露光基板６の表面の位置を検出し、
第２の静電容量式ギャップセンサ５は非導電性のＸ線透
過性薄膜２の表面または裏面に存在するＸ線吸収体３の
位置を検出する。
第1,第２の静電容量式ギャップセンサ4,5とも、対象物
との間隙検出に何等のマークを必要としない。
との間隙検出に何等のマークを必要としない。
第４図は第1,第２の静電容量式ギャップセンサ4,5が測
定するギャップを説明する図である。
定するギャップを説明する図である。
第１の静電容量式ギャップセンサ４は、その先端面と被
露光基板６との距離d1を測定する。
露光基板６との距離d1を測定する。
また、第２の静電容量式ギャップセンサ５は、その先端
面とＸ線マスク１上のＸ線吸収体３との距離d2を測定す
る。
面とＸ線マスク１上のＸ線吸収体３との距離d2を測定す
る。
本発明により、測定したいＸ線マスク１と被露光基板６
との間隙ｄはｄ＝d1−d2より求まる。
との間隙ｄはｄ＝d1−d2より求まる。
非導電性のＸ線透過性薄膜２はＸ線透過率を確保するた
め、一般に１〜３μｍ程度の非常に薄い膜であり、第１
の静電容量式ギャップセンサ４の検出値はほとんどその
影響を受けない。該静電容量式ギャップセンサは、セン
サ先端と被測定物とを100μｍ〜1mm程度以上離して測定
するようにできているので、静電容量式ギャップセンサ
の先端と被測定物との間の空気，ヘリウム，真空空間等
の媒体の厚さで静電容量が決まるためである。非導電性
のＸ線透過性薄膜２が例えば10μｍ程度以上と厚い時に
は、非導電性のＸ線透過性薄膜２の厚さと誘電率を考慮
して、第１の静電容量式ギャップセンサ４の測定値を補
正すれば良い。
め、一般に１〜３μｍ程度の非常に薄い膜であり、第１
の静電容量式ギャップセンサ４の検出値はほとんどその
影響を受けない。該静電容量式ギャップセンサは、セン
サ先端と被測定物とを100μｍ〜1mm程度以上離して測定
するようにできているので、静電容量式ギャップセンサ
の先端と被測定物との間の空気，ヘリウム，真空空間等
の媒体の厚さで静電容量が決まるためである。非導電性
のＸ線透過性薄膜２が例えば10μｍ程度以上と厚い時に
は、非導電性のＸ線透過性薄膜２の厚さと誘電率を考慮
して、第１の静電容量式ギャップセンサ４の測定値を補
正すれば良い。
被露光基板６の表面には、Ｘ線に感度を有する感光性樹
脂が塗布され、感光剤は一般に非導電性である。また、
SiO2,Si3N4,りんシリケートガラス等の非導電膜が存在
する場合もある。しかし、これらの薄膜の存在は前記の
非導電性のＸ線透過性薄膜２と同様であり、ほとんど影
響はない。
脂が塗布され、感光剤は一般に非導電性である。また、
SiO2,Si3N4,りんシリケートガラス等の非導電膜が存在
する場合もある。しかし、これらの薄膜の存在は前記の
非導電性のＸ線透過性薄膜２と同様であり、ほとんど影
響はない。
また、従来の装置のように被露光基板６上に塗布する感
光性樹脂や被露光基板６の表面の透明薄膜の膜厚に間隙
測定が影響を受けることもない。
光性樹脂や被露光基板６の表面の透明薄膜の膜厚に間隙
測定が影響を受けることもない。
なお、被露光基板６が、導電性の顕著に悪い半導体の場
合は、第１の静電容量式ギャップセンサ４の測定値が、
対象を含む良導電体とする場合と若干変わる。このよう
な場合は被露光基板６およびその表面に存在する薄膜の
材質に応じて第１の静電容量式ギャップセンサ４を較正
しておけば良い。
合は、第１の静電容量式ギャップセンサ４の測定値が、
対象を含む良導電体とする場合と若干変わる。このよう
な場合は被露光基板６およびその表面に存在する薄膜の
材質に応じて第１の静電容量式ギャップセンサ４を較正
しておけば良い。
一方、Ｘ線マスク１と被露光基板６とが接近して、Ｘ線
吸収体３の後側に被露光基板６があっても、第２の静電
容量式ギャップセンサ５の検出値は影響を受けない。ま
た、Ｘ線透過性薄膜２の裏側、すなわち第４図に示すよ
うにＸ線透過性薄膜２の第２の静電容量式ギャップセン
サ５と反対側にＸ線吸収体が存在する場合も、第１の静
電容量式ギャップセンサ４の場合と同様、Ｘ線透過性薄
膜２の影響はほとんどなく、最悪でも測定値を若干補正
すれば良い。
吸収体３の後側に被露光基板６があっても、第２の静電
容量式ギャップセンサ５の検出値は影響を受けない。ま
た、Ｘ線透過性薄膜２の裏側、すなわち第４図に示すよ
うにＸ線透過性薄膜２の第２の静電容量式ギャップセン
サ５と反対側にＸ線吸収体が存在する場合も、第１の静
電容量式ギャップセンサ４の場合と同様、Ｘ線透過性薄
膜２の影響はほとんどなく、最悪でも測定値を若干補正
すれば良い。
なお、このようにＸ線マスク１の位置検出用のＸ線吸収
体３がＸ線透過性薄膜２のギャップセンサ４に対して反
対側にある場合には、前記d1,d2の測定にＸ線透過性薄
膜２の影響が等しく入るので、間隙ｄを求めるのに、
d1,d2ともＸ線透過性薄膜２の影響を補正せずに使用し
ても正しい間隙ｄが得られる。
体３がＸ線透過性薄膜２のギャップセンサ４に対して反
対側にある場合には、前記d1,d2の測定にＸ線透過性薄
膜２の影響が等しく入るので、間隙ｄを求めるのに、
d1,d2ともＸ線透過性薄膜２の影響を補正せずに使用し
ても正しい間隙ｄが得られる。
以上説明したように、第１の静電容量式ギャップセンサ
４は、非導電性のＸ線透過性薄膜２を通して導電性の被
露光基板６の表面の位置を検出し、第２の静電容量式ギ
ャップセンサ５は非導電性のＸ線透過性薄膜２の表面ま
たは裏面に存在するＸ線吸収体３の位置を検出するの
で、第１の静電容量式ギャップセンサ４と第２の静電容
量式ギャップセンサ５との間隙測定値を比較してその差
をとれば、Ｘ線マスク１と被露光基板６との近接間隙を
正確に測定することができる。
４は、非導電性のＸ線透過性薄膜２を通して導電性の被
露光基板６の表面の位置を検出し、第２の静電容量式ギ
ャップセンサ５は非導電性のＸ線透過性薄膜２の表面ま
たは裏面に存在するＸ線吸収体３の位置を検出するの
で、第１の静電容量式ギャップセンサ４と第２の静電容
量式ギャップセンサ５との間隙測定値を比較してその差
をとれば、Ｘ線マスク１と被露光基板６との近接間隙を
正確に測定することができる。
米国LION PRECISION社製、Non−Contact,Capacitive D
isplacement Transducer PX−305H5M型を用いて実験し
た結果、Ｘ線マスク１のＸ線吸収体３および被露光基板
６の表面の位置は、0.02μｍの分解能で測定可能であ
り、再現性や経時的安定性を考慮しても±0.2ミクロン
の精度で、Ｘ線マスク１と被露光基板６との近接間隙が
測定可能であることがわかった。
isplacement Transducer PX−305H5M型を用いて実験し
た結果、Ｘ線マスク１のＸ線吸収体３および被露光基板
６の表面の位置は、0.02μｍの分解能で測定可能であ
り、再現性や経時的安定性を考慮しても±0.2ミクロン
の精度で、Ｘ線マスク１と被露光基板６との近接間隙が
測定可能であることがわかった。
Ｘ線露光によるパタン形成時に要求されるＸ線マスク１
と被露光基板６との近接間隙の測定精度は0.5〜２μｍ
であるので、本発明により十分の測定が可能である。前
記センサの測定範囲は、±130μｍであるが、測定範囲
がより狭い適当なセンサを選択すれば、さらに高精度な
測定も可能である。
と被露光基板６との近接間隙の測定精度は0.5〜２μｍ
であるので、本発明により十分の測定が可能である。前
記センサの測定範囲は、±130μｍであるが、測定範囲
がより狭い適当なセンサを選択すれば、さらに高精度な
測定も可能である。
第１の静電容量式ギャップセンサ４および第２の静電容
量式ギャップセンサ５をおのおの３個づつ付けてＸ線マ
スクと被露光基板との近接間隙を３点で測定し、Ｘ線マ
スク１側か被露光基板６側の少なくとも一方に間隙およ
び傾斜角を調整する機構（図示していない。）を付けれ
ば、平行度も含めてＸ線マスク１と被露光基板６との近
接間隙を測定することができる。
量式ギャップセンサ５をおのおの３個づつ付けてＸ線マ
スクと被露光基板との近接間隙を３点で測定し、Ｘ線マ
スク１側か被露光基板６側の少なくとも一方に間隙およ
び傾斜角を調整する機構（図示していない。）を付けれ
ば、平行度も含めてＸ線マスク１と被露光基板６との近
接間隙を測定することができる。
この場合、第１図では、第１および第２の静電容量式ギ
ャップセンサ4,5の位置に対応して非導電性のＸ線透過
性薄膜２の存在する窓部７またはＸ線透過性薄膜２上に
Ｘ線吸収体３が存在する窓部８を、露光するためのＸ線
吸収体パタン９が載ったＸ線透過性薄膜２の存在する窓
部10のまわりに設けたが、第１および第２の静電容量式
ギャップセンサ4,5の存在する領域全体を窓部としても
良い。
ャップセンサ4,5の位置に対応して非導電性のＸ線透過
性薄膜２の存在する窓部７またはＸ線透過性薄膜２上に
Ｘ線吸収体３が存在する窓部８を、露光するためのＸ線
吸収体パタン９が載ったＸ線透過性薄膜２の存在する窓
部10のまわりに設けたが、第１および第２の静電容量式
ギャップセンサ4,5の存在する領域全体を窓部としても
良い。
第２図および第３図に、静電容量式ギャップセンサの配
置例を示す。第２図および第３図は、Ｘ線マスク１と被
露光基板６とが近接状態にあってＸ線マスク側から第１
および第２の静電容量式ギャップセンサ4,5を配置した
状態を、第１および第２の静電容量式ギャップセンサ4,
5,被露光基板6,X線マスク１を重ねて見て描いてある。
図中、11が薄膜窓部、12はＸ線マスクの外縁である。
置例を示す。第２図および第３図は、Ｘ線マスク１と被
露光基板６とが近接状態にあってＸ線マスク側から第１
および第２の静電容量式ギャップセンサ4,5を配置した
状態を、第１および第２の静電容量式ギャップセンサ4,
5,被露光基板6,X線マスク１を重ねて見て描いてある。
図中、11が薄膜窓部、12はＸ線マスクの外縁である。
第２図は、露光するためのＸ線吸収体パタン９のまわり
に第１の静電容量式ギャップセンサ４と第２の静電容量
式ギャップセンサ５とを同心円状に交互に配置したもの
であり、第３図は、露光するためのＸ線吸収体パタン９
のまわりに第１の静電容量式ギャップセンサ４と第２の
静電容量式ギャップセンサ５とを放射状に配置したもの
である。第３図の場合、第１の静電容量式ギャップセン
サ４と第２の静電容量式ギャップセンサ５とはどちらが
内側にきてもよいことは言うまでもない。
に第１の静電容量式ギャップセンサ４と第２の静電容量
式ギャップセンサ５とを同心円状に交互に配置したもの
であり、第３図は、露光するためのＸ線吸収体パタン９
のまわりに第１の静電容量式ギャップセンサ４と第２の
静電容量式ギャップセンサ５とを放射状に配置したもの
である。第３図の場合、第１の静電容量式ギャップセン
サ４と第２の静電容量式ギャップセンサ５とはどちらが
内側にきてもよいことは言うまでもない。
第１図のように各静電容量式ギャップセンサごとに窓部
を設ける場合でも、第２図に類似させて露光するための
Ｘ線吸収体パタンのまわりに第１の静電容量式ギャップ
センサ４と第２の静電容量式ギャップセンサ５とを同心
円状に交互に配置したり、第３図に類似させて露光する
ためのＸ線吸収体パタンをまわりに第１の静電容量式ギ
ャップセンサ４と第２の静電容量式ギャップセンサ５と
を放射状に配置したりすることができる。
を設ける場合でも、第２図に類似させて露光するための
Ｘ線吸収体パタンのまわりに第１の静電容量式ギャップ
センサ４と第２の静電容量式ギャップセンサ５とを同心
円状に交互に配置したり、第３図に類似させて露光する
ためのＸ線吸収体パタンをまわりに第１の静電容量式ギ
ャップセンサ４と第２の静電容量式ギャップセンサ５と
を放射状に配置したりすることができる。
かかる同心円状または放射状いずれかの配置をとって、
Ｘ線マスク１の中心に露光すべきＸ線吸収体パタンを配
置すると、Ｘ線マスク１と被露光基板６との平行化や間
隙設定のアルゴリズムが容易になる。
Ｘ線マスク１の中心に露光すべきＸ線吸収体パタンを配
置すると、Ｘ線マスク１と被露光基板６との平行化や間
隙設定のアルゴリズムが容易になる。
もちろん、Ｘ線マスク１側または被露光基板６側の間隙
と傾斜角の調整機構が、かくして測定する間隙測定値に
基づいて、コンピュータ等を用いて目標値に向けて自動
制御して動かせる場合は、第１および第２の静電容量式
ギャップセンサ4,5をかかる規則的な配置にせず任意の
配置としても、容易にＸ線マスク１と被露光基板６との
平行化や間隙設定を行なうことができる。
と傾斜角の調整機構が、かくして測定する間隙測定値に
基づいて、コンピュータ等を用いて目標値に向けて自動
制御して動かせる場合は、第１および第２の静電容量式
ギャップセンサ4,5をかかる規則的な配置にせず任意の
配置としても、容易にＸ線マスク１と被露光基板６との
平行化や間隙設定を行なうことができる。
なお、窓の開け方は、静電容量式ギャップセンサごとに
個々に開ける場合（第１図）と一つ大きな窓を開ける場
合（第２図，第３図）を示したが、これらのほか、静電
容量式ギャップセンサの配置に応じて任意に開けて良い
ことは明らかであろう。
個々に開ける場合（第１図）と一つ大きな窓を開ける場
合（第２図，第３図）を示したが、これらのほか、静電
容量式ギャップセンサの配置に応じて任意に開けて良い
ことは明らかであろう。
静電容量式ギャップセンサの必要個数は、Ｘ線マスク１
と被露光基板６とが予め何らかの別の手段でほぼ平行に
設定され、Ｘ線マスク１と被露光基板６との平均的な間
隙だけを測定する場合は、第１の静電容量式ギャップセ
ンサ４および第２の静電容量式ギャップセンサ５とはそ
れぞれ１個づつで良く、Ｘ線マスク１や被露光基板６の
凹凸等を考慮して間隙の平均値をより良く測定するため
に第１の静電容量式ギャップセンサ４および第２の静電
容量式ギャップセンサ５とをそれぞれ４個以上づつ用い
ても良い。
と被露光基板６とが予め何らかの別の手段でほぼ平行に
設定され、Ｘ線マスク１と被露光基板６との平均的な間
隙だけを測定する場合は、第１の静電容量式ギャップセ
ンサ４および第２の静電容量式ギャップセンサ５とはそ
れぞれ１個づつで良く、Ｘ線マスク１や被露光基板６の
凹凸等を考慮して間隙の平均値をより良く測定するため
に第１の静電容量式ギャップセンサ４および第２の静電
容量式ギャップセンサ５とをそれぞれ４個以上づつ用い
ても良い。
（発明の効果） 以上のように本発明によれば、Ｘ線マスクと被露光基板
双方の表面の位置を常時正確に検出できるので、その差
からＸ線マスクと被露光基板との間隙を常時モニタする
ことができる。したがって、Ｘ線マスクと被露光基板の
少なくとも一方の側に間隙調整機構を設ければ、任意の
間隙にＸ線マスクと被露光基板とを設定することができ
る。
双方の表面の位置を常時正確に検出できるので、その差
からＸ線マスクと被露光基板との間隙を常時モニタする
ことができる。したがって、Ｘ線マスクと被露光基板の
少なくとも一方の側に間隙調整機構を設ければ、任意の
間隙にＸ線マスクと被露光基板とを設定することができ
る。
また、３点以上でＸ線マスクと被露光基板の間隙を測定
し、Ｘ線マスクと被露光基板の少なくとも一方の側に間
隙と傾斜角の調整機構を設ければ、平行度も含めてＸ線
マスクと被露光基板の間隙を設定することができる。
し、Ｘ線マスクと被露光基板の少なくとも一方の側に間
隙と傾斜角の調整機構を設ければ、平行度も含めてＸ線
マスクと被露光基板の間隙を設定することができる。
間隙の設定は、静電容量式ギャップセンサの測定範囲内
で任意に可能であり、パタンの微細度や、Ｘ線マスクや
被露光基板の反り方等に応じて自由に間隙を選べるよう
にすることができる。間隙の測定精度と必要な測定範囲
に応じて静電容量式ギャップセンサを選択すれば、高精
度の間隙設定も広範囲の間隙設定も可能である。
で任意に可能であり、パタンの微細度や、Ｘ線マスクや
被露光基板の反り方等に応じて自由に間隙を選べるよう
にすることができる。間隙の測定精度と必要な測定範囲
に応じて静電容量式ギャップセンサを選択すれば、高精
度の間隙設定も広範囲の間隙設定も可能である。
また、Ｘ線マスクと被露光基板との間隙を常時モニタで
きる利点を生かして、露光時間が長い場合等、露光中、
Ｘ線マスクと被露光基板との間隙がドリフトして行かな
いように間隙を制御することもできる。
きる利点を生かして、露光時間が長い場合等、露光中、
Ｘ線マスクと被露光基板との間隙がドリフトして行かな
いように間隙を制御することもできる。
さらに、本発明によれば、Ｘ線マスクと被露光基板の間
隙を測定するのに、Ｘ線マスクと被露光基板とも間隙測
定用に何等マークを設けておく必要がない。このため、
従来必要だった露光前の間隙測定用マークの形成が不要
であり、露光を行なうための準備工数を大幅に削減する
ことができる。
隙を測定するのに、Ｘ線マスクと被露光基板とも間隙測
定用に何等マークを設けておく必要がない。このため、
従来必要だった露光前の間隙測定用マークの形成が不要
であり、露光を行なうための準備工数を大幅に削減する
ことができる。
被露光基板表面に存在する透明薄膜や塗布する感光性樹
脂の厚さに測定が影響されることがないのでその膜厚を
自由に選定することも可能となる。
脂の厚さに測定が影響されることがないのでその膜厚を
自由に選定することも可能となる。
本発明は、電子線励起型Ｘ線源，プラズマＸ線源等のＸ
線源を用いるＸ線露光装置に使用できる他、シンクロト
ロン放射光を用いる露光装置にも使用することができ
る。
線源を用いるＸ線露光装置に使用できる他、シンクロト
ロン放射光を用いる露光装置にも使用することができ
る。
第１図は本発明の実施例の構成図、第２図は本発明の他
の実施例の平面投影図、第３図は本発明の他の実施例の
平面投影図である。第４図は第1,第２の静電容量式ギャ
ップセンサによる測定を説明する図である。 １……Ｘ線マスク ２……Ｘ線透過性薄膜 ３……Ｘ線吸収体 ４……第１の静電容量式ギャップセンサ ５……第２の静電容量式ギャップセンサ ６……被露光基板 ７……Ｘ線透過性薄膜の存在する窓部 ８……Ｘ線透過性薄膜上にＸ線吸収体が存在する窓部 ９……露光するためのＸ線吸収体パタン 10……露光するためのＸ線吸収体パタンが載ったＸ線透
過性薄膜の存在する窓部 11……薄膜窓部の境界 12……Ｘ線マスクの外縁
の実施例の平面投影図、第３図は本発明の他の実施例の
平面投影図である。第４図は第1,第２の静電容量式ギャ
ップセンサによる測定を説明する図である。 １……Ｘ線マスク ２……Ｘ線透過性薄膜 ３……Ｘ線吸収体 ４……第１の静電容量式ギャップセンサ ５……第２の静電容量式ギャップセンサ ６……被露光基板 ７……Ｘ線透過性薄膜の存在する窓部 ８……Ｘ線透過性薄膜上にＸ線吸収体が存在する窓部 ９……露光するためのＸ線吸収体パタン 10……露光するためのＸ線吸収体パタンが載ったＸ線透
過性薄膜の存在する窓部 11……薄膜窓部の境界 12……Ｘ線マスクの外縁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027
Claims (2)
- 【請求項１】Ｘ線透過性薄膜上にＸ線吸収体を配した構
成を有するＸ線マスクと被露光基板とを近接させて設置
する手段と、前記Ｘ線吸収体との間の静電容量の大きさ
を検出して前記Ｘ線マスクとの間の距離を測定する第１
のセンサと、前記被露光基板の表面位置との間の静電容
量の大きさを検出して前記被露光基板との間の距離を測
定する第２のセンサとを具備したことを特徴とするＸ線
マスクと被露光基板との間隙測定装置。 - 【請求項２】Ｘ線マスクの非導電性のＸ線透過性薄膜上
に導電性のＸ線吸収体を配した第１の領域と、導電性の
Ｘ線吸収体を配しない第２の領域を形成しておき、前記
Ｘ線マスクと被露光基板とを近接させて配置し、第１の
センサにより前記Ｘ線マスクの前記第１の領域と当該第
１のセンサとの間の静電容量の大きさを検出して前記Ｘ
線マスクと当該第１のセンサとの間の距離を測定し、第
２のセンサにより、前記Ｘ線マスクの前記第２の領域を
通して前記被露光基板の表面と当該第２のセンサとの間
の静電容量の大きさを検出して前記被露光基板の表面と
当該第２のセンサとの間の距離を測定し、前記第１およ
び第２のセンサにより測定した距離から、前記Ｘ線マス
クと前記被露光基板表面との間の間隙を測定するように
したことを特徴とするＸ線マスクと被露光基板との間隙
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63115656A JPH0769135B2 (ja) | 1988-05-12 | 1988-05-12 | Ｘ線マスクと被露光基板との間隙測定装置及び間隙測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63115656A JPH0769135B2 (ja) | 1988-05-12 | 1988-05-12 | Ｘ線マスクと被露光基板との間隙測定装置及び間隙測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01285802A JPH01285802A (ja) | 1989-11-16 |
| JPH0769135B2 true JPH0769135B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=14668045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63115656A Expired - Fee Related JPH0769135B2 (ja) | 1988-05-12 | 1988-05-12 | Ｘ線マスクと被露光基板との間隙測定装置及び間隙測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769135B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009021393A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Toyota Motor Corp | ビーム照射方法とビーム照射装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5560804A (en) * | 1978-10-31 | 1980-05-08 | Ricoh Co Ltd | Measuring method for film thickness |
-
1988
- 1988-05-12 JP JP63115656A patent/JPH0769135B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01285802A (ja) | 1989-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |