(57)【要約】      （修正有）【課題】近接露光においてウエハとマスクとの相対位置関係を変化させる移動装置であって、ウエハとマスクとの接触事故を防止することができる移動装置を提供する。【解決手段】移動装置は、近接露光で転写すべきパタンが形成されたマスク面を有するマスクを保持するマスク保持機構２３と、マスクを介して露光される露光面を有するウエハを保持するウエハ保持機構１２と、マスクに対するウエハの相対位置が移動するように、マスク保持機構及びウエハ保持機構の少なくとも一方を移動させる移動機構１１と、マスク及びウエハの一方に対する相対位置が固定された磁石と、マスク及びウエハの他方に対する相対位置が固定された磁気センサ１７と、磁気センサの出力に対応する信号が入力され、該出力が許容範囲内にあるかどうかを判定する制御装置１００とを有する。【選択図】図１
2008091642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接露光で転写すべきパタンが形成されたマスク面を有するマスクを保持するマスク保持機構と、
前記マスクを介して露光される露光面を有するウエハを保持するウエハ保持機構と、
前記マスクに対する前記ウエハの相対位置が移動するように、前記マスク保持機構及び前記ウエハ保持機構の少なくとも一方を移動させる移動機構と、
前記マスク及びウエハの一方に対する相対位置が固定された磁石と、
前記マスク及びウエハの他方に対する相対位置が固定された磁気センサと、
前記磁気センサの出力に対応する信号が入力され、該出力が許容範囲内にあるかどうかを判定する制御装置と
を有する移動装置。
【請求項２】
前記マスク保持機構は、前記マスク面がＸＹ面に平行になるように前記マスクを保持し、前記ウエハ保持機構は、前記露光面が該ＸＹ面に平行になるように前記ウエハを保持し、前記移動機構は、該ＸＹ面に平行な方向に、該マスクに対する該ウエハの相対位置が移動するように、該マスク保持機構及び該ウエハ保持機構の少なくとも一方を移動させる請求項１に記載の移動装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記出力が許容範囲内にないと判定したとき、前記マスクと前記ウエハとの相対位置関係が変化しないように、前記移動機構を制御する請求項１または２に記載の移動装置。
【請求項４】
前記磁石は、前記マスクに対する相対位置が固定されており、前記マスク面に直交する視線で見て、前記マスクを取り囲むように配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動装置。
【請求項５】
前記磁気センサは、前記ウエハに対する相対位置が固定されており、前記露光面に直交する視線で見て、前記ウエハを取り囲むように配置されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の移動装置。
【請求項６】
前記ウエハ保持機構は、ウエハを保持するウエハ保持面を有し、該ウエハ保持面にも前記磁気センサが配置されている請求項５に記載の移動装置。
【請求項７】
前記マスク保持機構は、マスクを保持するマスク保持面を有し、該マスク保持面と直交する方向に関して、前記磁石の端が、該マスク保持面から張り出して配置されている請求項４に記載の移動装置。
【請求項８】
前記ウエハ保持機構は、ウエハを保持するウエハ保持面を有し、該ウエハ保持面と直交する方向に関して、前記磁気センサの端が、該ウエハ保持面から張り出して配置されている請求項５に記載の移動装置。
【請求項９】
前記磁石及び磁気センサは、それぞれ複数配置されており、前記制御装置は、磁石と磁気センサとの対に対応付けられる補正量を記憶し、磁気センサの出力に、それを出力した磁気センサと当該出力に対応する磁束密度を生成した磁石との対に対応付けられる補正量を適用して、補正された出力を算出し、該補正された出力を、予め定められた閾値と比較する請求項１〜８のいずれか１項に記載の移動装置。
【請求項１０】
前記磁気センサとしてホール素子が用いられる請求項１〜９のいずれか１項に記載の移動装置。
【請求項１１】
（ａ）近接露光で転写すべきパタンが形成されたマスク面を有するマスクと、該マスクを介して露光される露光面を有するウエハとの相対位置関係を変化させるとともに、該マスク及びウエハの一方に対する相対位置が固定された磁石と、該マスク及びウエハの他方に対する相対位置が固定された磁気センサとの相対位置関係を変化させる工程と、
（ｂ）前記磁石により生成された磁束密度に対応する前記磁気センサの出力が、許容範囲内にあるかどうかを判定する工程と
を有する移動方法。
【請求項１２】
前記工程（ａ）で、前記マスクはマスク面がＸＹ面に平行になるように保持され、前記ウエハは露光面が該ＸＹ面に平行になるように保持され、該ＸＹ面に平行な方向に、該マスクと該ウエハとの相対位置関係を変化させる請求項１１に記載の移動方法。
【請求項１３】
さらに、（ｃ）前記工程（ｂ）で前記出力が許容範囲内にないと判定されたとき、マスクとウエハとの相対位置関係が変化しないようにする工程とを有する請求項１１または１２に記載の移動方法。
【請求項１４】
前記磁石及び磁気センサは、それぞれ複数配置されており、磁石と磁気センサとの対に対応付けられる補正量が定められており、
前記工程（ｂ）は、磁気センサの出力に、それを出力した磁気センサと当該出力に対応する磁束密度を生成した磁石との対に対応付けられる補正量を適用して、補正された出力を算出し、該補正された出力を、予め定められた閾値と比較する請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の移動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動装置及び移動方法に関し、特に、近接露光においてウエハとマスクとの相対位置関係を変化させる移動装置及び移動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＸ線近接露光では、露光すべきウエハ表面の上方に、微小な間隙を隔ててマスクが対向配置される。マスクに、ウエハ表面へ転写すべきパタンが形成されている。マスクを介してウエハ表面を露光することにより、ウエハ表面の、パタンの直下に配置された領域に、当該パタンが転写される。例えば、ウエハをその表面に平行な方向に移動させながら露光を行うことにより、ウエハ表面でパタンが走査される。パタンの走査は、ウエハとマスクとが微小な間隙を保った状態で行われる。
【０００３】
特許文献１や特許文献２に開示されているように、ウエハやマスクの対向方向（高さ方向）の位置を測定する測定器として、静電容量型変位計が用いられている。静電容量型変位計による測定結果に基づいて、ウエハ及びマスクが相互に平行な姿勢に制御される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１２４０９３号公報
【特許文献２】特開２００５−１５０３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、静電容量型変位計に測定される被測定面の接地状況が不良になると、静電容量型変位計は正確な距離を測れなくなる。静電容量型変位計の測定誤差に起因して、ウエハ及びマスクが相互に平行にされない可能性がある。例えば、ウエハ及びマスクが相互に平行でない状態で、パタンの走査を行うためにウエハを移動させると、ウエハとマスクとが相互に接触する危険性がある。
【０００６】
本発明の一目的は、近接露光においてウエハとマスクとの相対位置関係を変化させる移動装置及び移動方法であって、ウエハとマスクとの接触事故を防止することができる移動装置及び移動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によれば、近接露光で転写すべきパタンが形成されたマスク面を有するマスクを保持するマスク保持機構と、前記マスクを介して露光される露光面を有するウエハを保持するウエハ保持機構と、前記マスクに対する前記ウエハの相対位置が移動するように、前記マスク保持機構及び前記ウエハ保持機構の少なくとも一方を移動させる移動機構と、前記マスク及びウエハの一方に対する相対位置が固定された磁石と、前記マスク及びウエハの他方に対する相対位置が固定された磁気センサと、前記磁気センサの出力に対応する信号が入力され、該出力が許容範囲内にあるかどうかを判定する制御装置とを有する移動装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の観点によれば、（ａ）近接露光で転写すべきパタンが形成されたマスク面を有するマスクと、該マスクを介して露光される露光面を有するウエハとの相対位置関係を変化させるとともに、該マスク及びウエハの一方に対する相対位置が固定された磁石と、該マスク及びウエハの他方に対する相対位置が固定された磁気センサとの相対位置関係を変化させる工程と、（ｂ）前記磁石により生成された磁束密度に対応する前記磁気センサの出力が、許容範囲内にあるかどうかを判定する工程とを有する移動方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
磁石の作る磁束密度を、磁気センサにより測定することができる。磁石と磁気センサとが相互に近づけば、磁気センサで測定される磁束密度が大きくなる。磁石は、マスク及びウエハの一方に対する相対位置が固定されており、磁気センサは、マスク及びウエハの他方に対する相対位置が固定されている。従って、磁気センサの測定結果に基づき、磁石と磁気センサとが相互に近づきすぎていないかどうかを判定することにより、マスクとウエハとが相互に近づきすぎていないかどうかを判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
まず、図４を参照して、一例として、直方体状の磁石Ｍの作る磁束密度について説明する。磁石Ｍの平行な一対の側面上に、それぞれＮ極とＳ極とが配置されている。磁石Ｍの厚さをαとし、磁石Ｍの磁化方向（Ｎ極が配置された側面及びＳ極が配置された側面に直交する方向）の寸法をβとし、磁化方向及び厚さ方向の双方に直交する方向の寸法をＬとする。磁石Ｍの上面及び下面の中心を通る中心軸Ｘを定義する。
【００１１】
中心軸Ｘ上で、磁石表面からの距離をｘとすると、中心軸Ｘ上の磁束密度Ｂは、距離ｘの関数として、
2008091642.tif 000003
と与えられる。ここで、Ｂｒは磁石Ｍの残留磁束密度であり、角度はラジアンである。磁束密度Ｂの方向は、磁化方向と平行である。距離ｘが大きくなるにつれて（すなわち、磁石から離れるにつれて）、磁束密度Ｂが小さくなる。
【００１２】
このように、磁束密度が磁石表面からの距離に対応するので、磁束密度をホール素子等の磁気センサで測定することにより、磁石から磁気センサまでの距離を把握することができる。磁石が磁気センサに近づくほど、磁束密度の測定値が大きくなる。
【００１３】
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施例による移動装置について説明する。図１は、本実施例による移動装置の概略正面図である。移動装置の置かれている空間に、ＸＹＺ直交座標系を定義する。
【００１４】
ＸＹ駆動機構１０に、３つのＺ軸駆動機構１１を介して、ウエハステージ１２が取り付けられている。ＸＹ駆動機構１０は、ウエハステージ１２を、ＸＹ面に平行な２次元方向に移動させることができる。Ｚ軸駆動機構１１は、ウエハステージ１２を、Ｚ軸方向に移動させることができる。各Ｚ軸駆動機構１１の駆動量を異ならせることにより、ＸＹ面に対するウエハステージ１２の傾き角を調節することができる。制御装置１００が、ＸＹ駆動機構１０及びＺ軸駆動機構１１を制御する。制御装置１００は、例えば、パーソナルコンピュータを含んで構成される。
【００１５】
ウエハチャック１３が、ウエハステージ１２に取り付けられている。ウエハチャック１３が、ウエハ３０を保持する。ウエハ３０は、例えば、表面にＸ線露光用のレジストが塗布された半導体基板である。ウエハ３０の直径は、例えば２００ｍｍであり、厚さは、例えば７００μｍである。ウエハチャック１３は、例えば、真空チャック機構や静電チャック機構によりウエハ３０を保持する。
【００１６】
支持部材２０に、３つのＺ軸駆動機構２１を介して、マスクチャック２３が取り付けられている。Ｚ軸駆動機構２１は、マスクチャック２３を、Ｚ軸方向に移動させることができる。各Ｚ軸駆動機構２１の駆動量を異ならせることにより、ＸＹ面に対するマスクチャック２３の傾き角を調節することができる。制御装置１００が、Ｚ軸駆動機構２１を制御する。
【００１７】
マスクチャック２３が、マスク４０を保持する。マスク４０の厚さは、例えば７．６ｍｍである。マスク４０は、メンブレン４１と、メンブレン４１を保持する保持部材４２から構成される。メンブレン４１に、ウエハ３０に転写すべきパタンが形成されている。
【００１８】
メンブレン４１の形状及び大きさは、例えば、一辺が２５ｍｍの正方形である。メンブレン４１は、例えば、ＳｉＣからなる薄膜上に金属からなるパタンを形成することにより作製され、厚さが例えば１〜２μｍである。保持部材４２は例えば円形であり、直径は例えば１２５ｍｍである。
【００１９】
マスクチャック２３は、例えば、真空チャック機構や静電チャック機構によりマスク４０を保持する。ウエハチャック１３に保持されたウエハ３０と、マスクチャック２３に保持されたマスク４０とが、微小間隙を隔てて対向する。
【００２０】
光源５０が、Ｘ線を出射する。光源５０から出射されたＸ線が、マスク４０を介してウエハ３０に入射する。これにより、メンブレン４１に形成されたパタンが、ウエハ３０の表面（露光面）の、パタンの直下に配置された領域に転写される。マスク４０とウエハ３０とが微小間隙を隔てて対向した状態を保ったまま、ＸＹ面に平行な方向にウエハ３０を移動させることにより、露光面上でパタンを走査することができる。
【００２１】
ウエハステージ１２に、静電容量型変位計１５（ウエハ側変位計１５）が取り付けられている。マスクチャック２３に、静電容量型変位計２５（マスク側変位計２５）、及びダミーターゲット２６が取り付けられている。ダミーターゲット２６は、マスク３０の、ウエハ４０と対向する面と同一の方向を向くダミー被測定面を有する。ウエハ側変位計１５、マスク側変位計２５、及びダミーターゲット２６を用いて、ウエハ３０とマスク４０との間の間隔（ギャップ）Ｇを測定することができる。
【００２２】
マスクチャック２３の、マスク４０を保持する面と同一の面上に、複数の磁石２７が取り付けられており、ウエハステージ１２に、複数のホール素子１７が配置されている。マスクチャック２３にマスク４０が保持された状態で、マスク４０と磁石２７との相対位置関係が固定され、ウエハチャック１３にウエハ３０が保持された状態で、ウエハ３０とホール素子１７との相対位置関係が固定される。
【００２３】
磁石２７の生成した磁束密度を、ホール素子１７が測定する。ホール素子１７は、磁束密度に対応する電圧を出力する。ホール素子１７から出力された電圧が、アンプ９０で増幅される。アンプ９０で増幅された電圧が、Ａ／Ｄボード９１で、それに対応するデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄボード９１から出力されたデジタル信号が、制御装置１００に入力される。
【００２４】
次に、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を参照して、磁石２７及びホール素子１７の平面内での配置、及び、磁石２７及びホール素子１７の機能について説明する。
【００２５】
図２（Ａ）は、マスク４０のメンブレン４１の表面に直交する視線で、ウエハ３０側から見たマスク４０の平面図である。マスク４０を取り囲むように、マスクチャック２３に、複数の磁石２７が取り付けられている。
【００２６】
各磁石２７は、直方体状であり、一対の平行な側面上に、それぞれＮ極とＳ極とが配置されている。磁化方向が、すべての磁石２７について、相互に平行であり、かつメンブレン４１の表面と平行である。なお、各磁石２７の磁化方向の寸法は、例えば２ｍｍである。
【００２７】
図２（Ｂ）は、ウエハ３０の露光面に直交する視線で、マスク４０側から見たウエハ３０の平面図である。ウエハ３０及びウエハチャック１３を取り囲むように、ウエハステージ１２に、複数のホール素子１７が取り付けられている。
【００２８】
ウエハチャック１３が、例えば、真空チャック機構を有する。ウエハチャック１３の、ウエハ３０を保持する保持台６１に、吸引用の溝６２が形成されている。保持台６１の表面のうちの溝６２が配置されない領域にも、複数のホール素子１７が取り付けられている。保持台６１に取り付けられたホール素子１７は、ウエハ３０が保持された状態で、ウエハ３０の裏側に配置される。
【００２９】
なお、ウエハ３０及びウエハチャック１３を取り囲むように配置されたホール素子１７を、外側ホール素子と呼び、ウエハチャック１３の保持台６１に配置されたホール素子１７を、内側ホール素子と呼ぶこととする。なお、図１には、外側ホール素子１７が図示されている。
【００３０】
例えば、パタンを走査するためにウエハ３０をＸＹ面内方向で移動させるとき、ウエハ３０とマスク４０とが平行でないことに起因して、ウエハ３０とマスク４０とが接触する可能性がある。接触直前の状況について考える。ウエハ３０とマスク４０とが接近することにより、特に、ウエハ３０及びマスク４０の接触点の近傍に配置されたホール素子１７と磁石２７との距離が近くなる。このとき、当該磁石２７により生成され、当該ホール素子１７で測定される磁束密度が非常に大きくなる。すなわち、当該ホール素子１７の出力電圧が非常に大きくなる。
【００３１】
このため、出力電圧について閾値を設けておき、ホール素子１７の出力電圧が閾値以上となったら、ウエハ３０の移動を停止させることにより、ウエハ３０とマスク４０との接触を防止することができる。
【００３２】
なお、ある１つのホール素子１７に、ある１つの磁石２７が接近したときの測定値が、他の磁石２７の生成した磁束密度に影響されない程度に、磁石２７同士が離れて配置されている。
【００３３】
ウエハ３０が傾いた姿勢であるとき、特に、ウエハ３０の縁がマスク４０側に張り出しやすい。また、マスク４０が傾いた姿勢であるとき、特に、マスク４０の縁がウエハ３０側に張り出しやすい。このため、ウエハ３０の縁とマスク４０の縁とは、相互に接触しやすいと考えられる。磁石２７が、マスク４０の縁の近傍に、マスク４０の縁を取り囲むように配置されている。外側ホール素子１７が、ウエハ３０の縁の近傍に、ウエハ３０の縁を取り囲むように配置されている。これにより、ウエハ３０の縁とマスク４０の縁との接触を防止しやすい。
【００３４】
なお、例えば、マスク４０の縁が、ウエハ３０の縁より内側の領域に接触する可能性もある。内側ホール素子１７が、ウエハ３０の縁より内側の領域の下に配置されている。これにより、マスク４０の縁がウエハ３０の縁より内側の領域に接近した状態も検知することが可能となる。
【００３５】
なお、ウエハチャック１３の保持台６１にホール素子１７を配置したのと同様に、マスクチャック２３の、マスク４０を保持する保持台に磁石２７を配置することもできる。これにより、ウエハ３０の縁がマスク４０の縁より内側の領域に接近した状態を検知することもできる。
【００３６】
なお、ウエハチャックが静電チャック機構を有する場合にも、保持台にホール素子を配置することができる。この場合は、保持台の電極の配置されていない領域にホール素子を配置すればよい。
【００３７】
次に、再び図１を参照して、磁石２７及びホール素子１７の高さ方向に関する配置について説明する。磁石２７が、ある位置（これを出発位置と呼ぶこととする）から一定距離だけホール素子１７に近づいたときの、出力電圧の増加幅は、出発位置がホール素子１７に近いほど大きくなる。つまり、磁石２７とホール素子１７とを高さ方向について相互に近づけて配置するほど、磁石２７の接近に起因する磁束密度の増加を、ホール素子１７で感度良く検出することができる。
【００３８】
感度の観点から、磁石２７の下端は、マスク４０の下面より下側に配置されない範囲で、出来るだけ下側（ホール素子１７側）に配置することが好ましい。また、ホール素子１７の上端は、ウエハ３０の上面より上側に配置されない範囲で、出来るだけ上側（磁石２７側）に配置することが好ましい。
【００３９】
磁石２７の下端が、マスクチャック２３のマスク保持面より下側に張り出すように配置される。張り出す距離は、磁石２７の下端がマスク４０の上面から下面の間に配置されるように設定される。
【００４０】
また、外側ホール素子１７の上端が、ウエハチャック１３のウエハ保持面より上側に張り出すように配置される。張り出す距離は、外側ホール素子１７の上端がウエハ３０の下面から上面の間に配置されるように設定される。なお、内側ホール素子１７の高さは、ウエハ３０の下面（またはウエハ保持面）で制限される。
【００４１】
次に、ホール素子１７の出力のキャリブレーションについて説明する。なお、以下、説明を簡単にするため、外側ホール素子のみについて考える。
【００４２】
すべてのホール素子１７は、等しい高さに設置されることが好ましい。例えば、マスク４０とウエハ３０とが所定のギャップを隔てて平行に配置されている状況について考える。すべてのホール素子１７が等しい高さに設置されていれば、ある磁石２７の直下に、どのホール素子１７を配置しても、この磁石２７から各ホール素子１７までの距離が等しくなるので、等しい出力電圧が得られる。しかし、ホール素子１７の設置高さがばらついていると、これに起因して出力電圧がばらつく。
【００４３】
同様に、すべての磁石２７は、等しい高さに設置されることが好ましい。磁石２７の設置高さがばらついていても、これに起因して、ホール素子１７の出力電圧がばらつくことになる。しかし、すべてのホール素子１７を精密に等しい高さに設置することは容易でなく、また、すべての磁石２７を精密に等しい高さに設置することも容易でない。
【００４４】
まず、ホール素子１７の設置高さのばらつきを補償するためのキャリブレーションについて説明する。基準となる１つの磁石２７（これを基準磁石と呼ぶこととする）と、基準となる１つのホール素子１７（これを基準ホール素子と呼ぶこととする）とを定める。
【００４５】
マスクチャック２３の磁石２７の設置面と、ウエハステージ１２のホール素子１７の設置面とを、所定間隔を隔てて平行とした状態で、基準磁石の直下に順次各ホール素子１７を配置して、出力電圧を測定する。すべてのホール素子１７について測定を行う。
【００４６】
例えば、基準ホール素子による出力電圧がＡであり、他のある外側ホール素子１７（これを被補正ホール素子と呼ぶこととする）による出力電圧がＢであったとする。基準ホール素子と被補正ホール素子の設置高さが相互に異なっていれば、被補正ホール素子の出力電圧Ｂが、基準ホール素子の出力電圧Ａからずれる。
【００４７】
被補正ホール素子の出力電圧Ｂと基準ホール素子の出力電圧Ａとの差分Ｂ−Ａが、図１に示した制御装置１００に、ホール素子の設置高さに関する補正量として記憶される。すべてのホール素子１７について、ホール素子１７ごとに、ホール素子の設置高さに関する補正量が記憶される。
【００４８】
本測定において、各ホール素子１７の出力電圧から、ホール素子の設置高さに関する補正量が差し引かれて、ホール素子の設置高さに関して補正された出力電圧が算出される。例えば、上記被補正ホール素子について、補正前の出力電圧がＰであるとき、ホール素子の設置高さに関して補正された出力電圧は、Ｐ−（Ｂ−Ａ）という式で算出される。
【００４９】
このように、ホール素子の設置高さに関する補正を行うことにより、基準ホール素子以外のホール素子１７の出力電圧が、基準ホール素子の出力電圧と等しくなるように補正される。
【００５０】
次に、磁石２７の設置高さのばらつきを補償するためのキャリブレーションについて説明する。マスクチャック２３の磁石２７の設置面と、ウエハステージ１２のホール素子１７の設置面とを、所定間隔を隔てて平行とした状態で、基準ホール素子の直上に順次各磁石２７を配置して、出力電圧を測定する。すべての磁石２７について測定を行う。
【００５１】
例えば、基準磁石に対する出力電圧がＣであり、他のある磁石２７（これを被補正磁石と呼ぶこととする）に対する出力電圧がＤであったとする。基準磁石と被補正磁石の設置高さが相互に異なっていれば、被補正磁石の出力電圧Ｄが、基準磁石の出力電圧Ｃからずれる。
【００５２】
被補正磁石に対する出力電圧Ｄと基準磁石に対する出力電圧Ｃとの差分Ｄ−Ｃが、図１に示した制御装置１００に、磁石の設置高さに関する補正量として記憶される。すべての磁石２７について、磁石２７ごとに、磁石の設置高さに関する補正量が記憶される。
【００５３】
本測定において、各磁石２７に対する出力電圧から、磁石の設置高さに関する補正量が差し引かれて、磁石の設置高さに関して補正された出力電圧が算出される。例えば、上記被補正磁石に対して、あるホール素子の補正前の出力電圧がＱであるとき、磁石の設置高さに関して補正された出力電圧は、Ｑ−（Ｄ−Ｃ）という式で算出される。
【００５４】
このように、磁石の設置高さに関する補正を行うことにより、基準磁石以外の磁石２７に対する出力電圧が、基準磁石に対する出力電圧と等しくなるように補正される。
【００５５】
以上では、ホール素子の設置高さに関する補正と、磁石の設置高さに関する補正と別々に説明したが、実際の補正では、ホール素子の設置高さ及び磁石の設置高さの双方に関する補正が行われる。
【００５６】
出力電圧は、それを出力したホール素子１７と、対応する磁束密度を生成した磁石２７との対に対応付けられる。補正前の出力電圧から、それを出力したホール素子１７に対応するホール素子の設置高さに関する補正量、及び、測定された磁束密度を生成した磁石２７に対応する磁石の設置高さに関する補正量の双方が差し引かれて、補正後の出力電圧が算出される。制御装置１００が、このような補正を行う。なお、ＸＹ駆動機構１０の制御データから、どのホール素子１７とどの磁石２７が対向している状態なのか判定することができる。
【００５７】
なお、ホール素子の設置高さに関する補正量、及び、磁石の設置高さに関する補正量の測定（以下これらを単に、補正量の測定と呼ぶこととする）は、磁石２７及びホール素子１７の設置の後に一度行えばよい。なお、外側ホール素子について説明したが、内側ホール素子についても基準ホール素子を定めて、同様なキャリブレーションが行われる。
【００５８】
補正量の測定が終了した後、基準磁石と基準ホール素子とを接近させて、出力電圧の閾値を設定する。閾値が制御装置１００に記憶される。なお、閾値は、外側ホール素子と内側ホール素子について、それぞれ設定される。
【００５９】
なお、マスクとウエハとの接触直前の状況で相互に接近している磁石２７とホール素子１７との対は、基準磁石と基準ホール素子との対とは限らない。しかし、上述のようなキャリブレーションが行われることにより、磁石２７とホール素子１７とのすべての対の出力電圧について、基準磁石と基準ホール素子との対に関して設定された閾値を適用することができる。
【００６０】
以上のように、前準備として、補正量の測定、及び閾値の設定が行われた後、マスクとウエハとの間のギャップＧが調整される。ギャップＧの調整方法について説明する。
【００６１】
まず、ウエハ側変位計１５により、マスク４０の表面の少なくとも３点の各々までの距離を測定する。測定結果に基づいて、マスク４０の表面がＸＹ面に平行になるように、Ｚ軸駆動機構２１を動作させる。
【００６２】
マスク４０の表面をＸＹ面に平行にした後、ウエハ側変位計１５をマスク４０と対向させることにより、ウエハ側変位計１５からマスク４０の表面までの距離（これをＤＡとする）を測定する。さらに、ウエハ側変位計１５をダミーターゲット２６と対向させることにより、ウエハ側変位計１５からダミーターゲット２６のダミー被測定面までの距離（これをＤＢとする）を測定する。
【００６３】
次に、マスク側変位計２５により、ウエハ３０の表面の少なくとも３点の各々までの距離を測定する。測定結果に基づいて、ウエハ３０の表面がＸＹ面に平行になるように、Ｚ軸駆動機構１１を動作させる。
【００６４】
ウエハ３０の表面をＸＹ面に平行にした後、マスク側変位計２５をウエハ３０と対向させることにより、マスク側変位計２５からウエハ３０の表面までの距離（これをＤＤとする）を測定する。
【００６５】
マスク側変位計２５からダミーターゲット２６のダミー被測定面までの、Ｚ軸方向の距離（これをＤＣとする）を、予め正確に測定しておく。ダミーターゲット２６とマスク側変位計２５との相対位置関係が固定されている。距離ＤＣは、装置が一旦設置された後は不変である。
【００６６】
ウエハ３０とマスク４０との間のギャップＧが、
2008091642.tif 000004
という式より算出される。ギャップＧが所望の値となるように、Ｚ軸駆動機構１１またはＺ軸駆動機構２１を動作させる。このようにして、ギャップＧが調整される。なお、このようなギャップＧの調整技術は、特開２００３−１２４０９３号公報の「発明の実施の形態」の欄に開示されている。
【００６７】
上述のような方法でギャップＧを所望の値に調整した後、ウエハ３０の表面でパタンを走査しながら、ウエハ３０の露光が行われる。
【００６８】
静電容量型変位計は、一般に、静電容量型変位計に測定される被測定面の接地状況が不良になると、正確な距離を測れなくなる。このような場合は、ウエハ３０及びマスク４０をＸＹ面と平行にする工程や、ギャップＧを測定する工程が正確に行われない。例えば、ウエハ３０とマスク４０とが相互に平行でないまま、ウエハ３０をＸＹ面内方向に移動させると、ウエハ３０とマスク４０とが接触する可能性がある。
【００６９】
ギャップＧの調整工程の期間中、及び、露光工程の期間中、ホール素子１７が常に磁束密度を測定し、測定データが制御装置１００に送出される。制御装置１００は、各ホール素子１７の、上記キャリブレーションにより補正された出力電圧を、リアルタイムで閾値と比較する。すべてのホール素子１７の出力電圧が閾値より小さければ、各工程の動作が継続される。
【００７０】
いずれかのホール素子１７の出力電圧が閾値以上と判定された場合、制御装置１００は即座にＸＹ駆動機構１０、Ｚ軸駆動機構１１、及びＺ軸駆動機構２１を停止させる。すなわち、ウエハ３０とマスク４０との相対位置関係が変化しないようにする。このようにして、ウエハ３０とマスク４０との接触が防止される。
【００７１】
上述したように、ＸＹ駆動機構１０がウエハ３０を移動させているとき、ウエハ３０とマスク４０とが接触する可能性があるが、その他、Ｚ軸駆動機構１１がウエハ３０を移動させているときや、Ｚ軸駆動機構２１がマスク４０を移動させているときにも、例えばＺ軸駆動機構１１及びＺ軸駆動機構２１の誤作動により、ウエハ３０とマスク４０とが接触する可能性があろう。ホール素子１７の出力電圧が閾値以上となったら、ＸＹ駆動機構１０、Ｚ軸駆動機構１１、及びＺ軸駆動機構２１を停止させることにより、どの状況であってもウエハ３０とマスク４０との接触を防止することができる。
【００７２】
なお、第１の実施例で、ホール素子により磁束密度を測定したが、磁束密度を測定する他の磁気センサを用いることも可能である。なお、ホール素子は他の磁気センサに比べて安価である点が好ましい。
【００７３】
次に、図３を参照して、第２の実施例による移動装置について説明する。図３は、マスク４０のメンブレン４１の表面に直交する視線で、ウエハ３０側から見たマスク４０の平面図である。第２の実施例の装置では、第１の実施例の複数の磁石２７の代わりに、マスクチャック２３に、マスク４０を取り囲む１つのリング状の磁石１２７が取り付けられている。リング状磁石１２７は、その半径方向に磁化されている。ウエハ側のホール素子１７は、第１の実施例と同様に配置されている（図２（Ｂ）参照）。
【００７４】
第１の実施例と同様に、ホール素子１７の出力電圧について閾値が設定される。ホール素子１７が測定した磁束密度の大きさが閾値以上となったら、ＸＹ駆動機構１０、Ｚ軸駆動機構１１、及びＺ軸駆動機構２１を停止させることにより、ウエハ３０とマスク４０との接触を防止することができる。
【００７５】
以上説明したように、実施例による移動装置を用いれば、近接露光においてマスクとウエハとの接触事故を防止することができる。
【００７６】
特に、パタンを走査するためのウエハの移動に起因する接触事故を防止することができる。パタンの走査時には、パタンが形成されたマスク面がＸＹ面に平行になるようにマスクが保持されるが、実際にはマスク面がＸＹ面から傾いている可能性がある。同様に、露光面がＸＹ面に平行になるようにウエハが保持されるが、実際には露光面がＸＹ面から傾いている可能性がある。マスク面がＸＹ面から傾いていたり、露光面がＸＹ面から傾いている状態で、ウエハをＸＹ面に平行に移動させると、マスクとウエハとが接触する危険性がある。
【００７７】
なお、上記実施例では、ＸＹ面内でウエハステージを移動させたが、ＸＹ面内でマスクステージを移動させることにより、マスクとウエハとのＸＹ面内に関する相対位置を変化させることもできる。
【００７８】
なお、上記実施例では、マスク側に磁石を配置し、ウエハ側に磁気センサを配置したが、マスク側に磁気センサを配置し、ウエハ側に磁石を配置する構成としても、マスクとウエハとの接触を防止することは可能である。
【００７９】
なお、上記実施例では、Ｘ線近接露光の場合を説明したが、可視光等の光近接露光においても、マスクとウエハとの接触を防止することができる。
【００８０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施例による移動装置の概略図である。
【図２】図２（Ａ）は、第１の実施例の移動装置における磁石の配置を示すマスクの平面図であり、図２（Ｂ）は、第１の実施例の移動装置における磁気センサの配置を示すウエハの平面図である。
【図３】図３は、第２の実施例の移動装置における磁石の配置を示すマスクの平面図である。
【図４】図４は、直方体状の磁石が作る磁束密度について説明するための磁石の斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０  ＸＹ駆動機構
１１  Ｚ軸駆動機構
１２  ウエハステージ
１３  ウエハチャック
１５  静電容量型変位計（ウエハ側変位計）
１７  ホール素子
３０  ウエハ
２０  支持部材
２１  Ｚ軸駆動機構
２３  マスクチャック
２５  静電容量型変位計（マスク側変位計）
２６  ダミーターゲット
２７  磁石
４０  マスク
４１  メンブレン
４２  （メンブレンの）保持部材
５０  光源
９０  アンプ
９１  Ａ／Ｄボード
１００  制御装置
【図１】
2008091642.tif 000005
【図２】
2008091642.tif 000006
【図３】
2008091642.tif 000007
【図４】
2008091642.tif 000008