(57)【要約】【課題】  対向して配置された２つの対象物の間隔を、少なくとも１つの対象物が接地電位へ接続されていない場合でも、精度良く求めることができるギャップ調節装置を提供する。【解決手段】  ギャップ調節装置は、第１の対象物の第１の被測定面と第２の対象物の第２の被測定面との間隔を求めるため、第１の被測定面と同一方向を向く第１のダミー被測定面を有する第１のダミーターゲットと、第１の被測定面から第１のダミー被測定面までの距離を求めるための第１の変位計と、第１のダミー被測定面までの距離を測定する第２の変位計と、第２の変位計に対する相対的位置が固定され、第２の被測定面と同一方向を向く第２のダミー被測定面を有する第２のダミーターゲットと、第２の被測定面から第２のダミー被測定面までの距離を求めるための第３の変位計とを有する。【選択図】  図１
2005150323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の被測定面を有する第１の対象物を保持する第１の保持手段と、
第２の被測定面を有する第２の対象物を、該第２の被測定面が前記第１の被測定面に対向するように保持する第２の保持手段と、
前記第１の被測定面と同一方向を向く第１のダミー被測定面を有する第１のダミーターゲットと、
前記第１の被測定面から前記第１のダミー被測定面までの距離を求めるための第１の変位計と、
前記第１のダミー被測定面までの距離を測定する第２の変位計と、
前記第２の変位計に対する相対的位置が固定され、前記第２の被測定面と同一方向を向く第２のダミー被測定面を有する第２のダミーターゲットと、
前記第２の被測定面から前記第２のダミー被測定面までの距離を求めるための第３の変位計と、
前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔が変化するように、前記第１の保持手段及び第２の保持手段の少なくとも一方を移動させる移動機構と
を有するギャップ調節装置。
【請求項２】
前記第１の保持手段が、静電チャック機構により第１の対象物を保持し、前記第１の変位計がレーザ変位計である請求項１に記載のギャップ調節装置。
【請求項３】
さらに、前記第２の被測定面から前記第２のダミー被測定面までの距離をａ、前記第２の変位計から前記第２のダミー被測定面までの距離をｂ、前記第１の被測定面から前記第１のダミー被測定面までの距離をｃ、前記第２の変位計から前記第１のダミー被測定面までの距離をｄとしたとき、ｄ−ｂ−ａ−ｃを計算し、計算結果に基づいて前記移動機構を駆動する制御手段を有する請求項１または２に記載のギャップ調節装置。
【請求項４】
第１の被測定面を有する第１の対象物と、第２の被測定面を有する第２の対象物とを、該第２の被測定面が前記第１の被測定面に対向するように保持する工程と、
第１の変位計を用いて、前記第１の被測定面から第１のダミー被測定面までの距離ｃを求める工程と、
第２の変位計で、該第２の変位計から前記第１のダミー被測定面までの距離ｄを測定する工程と、
第３の変位計を用いて、前記第２の被測定面から、前記第２の変位計に対する相対的位置が固定された第２のダミー被測定面までの距離ａを求める工程と、
前記第２の変位計から前記第２のダミー被測定面までの距離ｂ、及び前記距離ｃ、ｄ、ａから、ｄ−ｂ−ａ−ｃを計算し、前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔を求める工程とを有するギャップ調節方法。
【請求項５】
第１の被測定面を有する第1の対象物と、第２の被測定面を有する第２の対象物とを、該第２の被測定面が前記第１の被測定面に対向するように保持する工程と、
第１の変位計を用いて、前記第１の被測定面から第１のダミー被測定面までの距離ｃを求める工程と、
第２の変位計で、該第２の変位計から前記第１のダミー被測定面までの距離ｄを測定する工程と、
第３の変位計を用いて、前記第２の被測定面から、前記第２の変位計に対する相対的位置が固定された第２のダミー被測定面までの距離ａを求める工程と、
前記第２の変位計から前記第２のダミー被測定面までの距離ｂ、及び前記距離ｃ、ｄ、ａに基づいて、前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔を特定する情報を求める工程と、
前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔を特定する情報に基づいて、前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔が変化するように、前記第１の対象物及び第２の対象物の少なくとも一方を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の被測定面を有する第１の対象物を保持する第１の保持手段と、
第２の被測定面を有する第２の対象物を、該第２の被測定面が前記第１の被測定面に対向するように保持する第２の保持手段と、
前記第１の被測定面と同一方向を向く第１のダミー被測定面を有する第１のダミーターゲットと、
前記第１の被測定面から前記第１のダミー被測定面までの距離を求めるための第１の変位計と、
前記第２の被測定面と同一方向を向き、前記第１のダミーターゲットの第１のダミー被測定面との距離が固定された第２のダミー被測定面を有する第２のダミーターゲットと、
前記第２の被測定面から前記第２のダミー被測定面までの距離を求めるための第２の変位計と、
前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔が変化するように、前記第１の保持手段及び第２の保持手段の少なくとも一方を移動させる移動機構と
を有するギャップ調節装置。
【請求項７】
第１の被測定面を有する第１の対象物と、第２の被測定面を有する第２の対象物とを、該第２の被測定面が前記第１の被測定面に対向するように保持する工程と、
第１の変位計を用いて、前記第１の被測定面から第１のダミー被測定面までの距離ｃを求める工程と、
第２の変位計を用いて、前記第２の被測定面から第２のダミー被測定面までの距離ａを求める工程と、
前記第１のダミー被測定面から前記第２のダミー被測定面までの距離ｅ、及び前記距離ｃ、ａから、ｅ−ａ−ｃを計算し、前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔を求める工程とを有するギャップ調節方法。
【請求項８】
第１の被測定面を有する第１の対象物と、第２の被測定面を有する第２の対象物とを、該第２の被測定面が前記第１の被測定面に対向するように保持する工程と、
第１の変位計を用いて、前記第１の被測定面から第１のダミー被測定面までの距離ｃを求める工程と、
第２の変位計を用いて、前記第２の被測定面から第２のダミー被測定面までの距離ａを求める工程と、
前記第１のダミー被測定面から前記第２のダミー被測定面までの距離ｅ、及び前記距離ｃ、ａに基づいて、前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔を特定する情報を求める工程と、
前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔を特定する情報に基づいて、前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔が変化するように、前記第１の対象物及び第２の対象物の少なくとも一方を移動させる工程とを有するギャップ調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギャップ調節装置及びギャップ調節方法に関し、特に微小な間隙を隔てて配置されたウエハとマスクとの間隔を調節するのに適したギャップ調節装置及びギャップ調節方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線露光や電子ビーム近接露光では、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制御する装置は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたギャップ調節装置においては、以下に説明するようにして、ウエハとマスクとのギャップを求めている。ウエハステージに取り付けられたウエハチャックにウエハが保持される。マスクステージに取り付けられたマスクチャックにマスクが保持される。ウエハとマスクとが対向して配置される。
【０００４】
ウエハステージのマスクステージに対向する面に取り付けられた第１の静電容量型変位計が、マスク表面に形成された導電性領域までの距離ＤＡを測定する。マスクステージのウエハステージに対向する面に取り付けられた第２の静電容量型変位計が、ウエハ表面に形成された導電性領域までの距離ＤＤを測定する。マスクステージのウエハステージに対向する面には、また、導電性のダミー被測定面を有するダミーターゲットが取り付けられている。ウエハステージに取り付けられた第１の静電容量型変位計が、ダミーターゲットのダミー被測定面までの距離ＤＢを測定する。第２の静電容量型変位計からダミー被測定面までの距離をＤＣとすると、マスクとウエハとの間隔Ｇは、ＤＡ＋ＤＤ−（ＤＢ＋ＤＣ）と求められる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２４０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されたギャップ調節装置において、ウエハは静電チャック機構により保持される。静電チャック機構では、保持対象物が、絶縁体の表面上に載置されるので、保持対象物を導電性材料の上に載置することができる真空吸着と比べて、保持対象物を接地電位に接続することが簡単ではない。また、保持されるウエハは、表面に酸化膜やレジスト膜等が存在し、表面を介して接地電位に接続することも困難である。そのため、静電容量型変位計に測定されるウエハ表面の領域を、接地電位に保つことが困難である。静電容量型変位計の被測定領域の接地が不良となると、測定精度が低下し、マスクとウエハとのギャップＧが正確に求められなくなるため、ギャップの調節が良好に行えなくなる。
【０００７】
本発明の目的は、対向して配置された２つの対象物の間隔を、少なくとも１つの対象物が接地電位へ接続されていない場合でも、精度良く求めることができるギャップ調節装置を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、上記のギャップ調節装置を用いたギャップ調節方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によると、第１の被測定面を有する第１の対象物を保持する第１の保持手段と、第２の被測定面を有する第２の対象物を、該第２の被測定面が前記第１の被測定面に対向するように保持する第２の保持手段と、前記第１の被測定面と同一方向を向く第１のダミー被測定面を有する第１のダミーターゲットと、前記第１の被測定面から前記第１のダミー被測定面までの距離を求めるための第１の変位計と、前記第1のダミー被測定面までの距離を測定する第２の変位計と、前記第２の変位計に対する相対的位置が固定され、前記第２の被測定面と同一方向を向く第２のダミー被測定面を有する第２のダミーターゲットと、前記第２の被測定面から前記第２のダミー被測定面までの距離を求めるための第３の変位計と、前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔が変化するように、前記第１の保持手段及び第２の保持手段の少なくとも一方を移動させる移動機構と
を有するギャップ調節装置が提供される。
【００１０】
第２の変位計から第２のダミー被測定面までの距離は、予め測定しておくことができる。第１の変位計を用いて、第１のダミー被測定面から第１の被測定面までの距離を求められる。第３の変位計を用いて、第２のダミー被測定面から第２の被測定面までの距離を求められる。第２の変位計から第１のダミー被測定面までの距離から、第２の変位計から第２のダミー被測定面までの距離と、第２のダミー被測定面から第２の被測定面までの距離と、第１のダミー被測定面から第１の被測定面までの距離とを差し引くことにより、第１の被測定面と第２の被測定面との間隔を求めることができる。
【００１１】
本発明の他の観点によると、第１の被測定面を有する第1の対象物と、第２の被測定面を有する第２の対象物とを、該第２の被測定面が前記第１の被測定面に対向するように保持する工程と、第１の変位計を用いて、前記第１の被測定面から第１のダミー被測定面までの距離ｃを求める工程と、第２の変位計で、該第２の変位計から前記第１のダミー被測定面までの距離ｄを測定する工程と、第３の変位計を用いて、前記第２の被測定面から、前記第２の変位計に対する相対的位置が固定された第２のダミー被測定面までの距離ａを求める工程と、前記第２の変位計から前記第２のダミー被測定面までの距離ｂ、及び前記距離ｃ、ｄ、ａから、ｄ−ｂ−ａ−ｃを計算し、前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔を求める工程とを有するギャップ調節方法が提供される。
【００１２】
本発明の他の観点によると、第１の被測定面を有する第1の対象物を保持する第1の保持手段と、第２の被測定面を有する第２の対象物を、該第２の被測定面が前記第１の被測定面に対向するように保持する第２の保持手段と、前記第１の被測定面と同一方向を向く第１のダミー被測定面を有する第１のダミーターゲットと、前記第１の被測定面から前記第１のダミー被測定面までの距離を求めるための第１の変位計と、前記第２の被測定面と同一方向を向き、前記第１のダミーターゲットの第１のダミー被測定面との距離が固定された第２のダミー被測定面を有する第２のダミーターゲットと、前記第２の被測定面から前記第２のダミー被測定面までの距離を求めるための第２の変位計と、前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔が変化するように、前記第１の保持手段及び第２の保持手段の少なくとも一方を移動させる移動機構とを有するギャップ調節装置が提供される。
【００１３】
第１のダミー被測定面から第２のダミー被測定面までの距離は、予め測定しておくことができる。第１の変位計を用いて、第１のダミー被測定面から第１の被測定面までの距離を求められる。第２の変位計を用いて、第２のダミー被測定面から第２の被測定面までの距離を求められる。第１のダミー被測定面から第２のダミー被測定面までの距離から、第１のダミー被測定面から第１の被測定面までの距離と、第２のダミー被測定面から第２の被測定面までの距離とを差し引くことにより、第１の被測定面と第２の被測定面との間隔を求めることができる。
【００１４】
本発明の他の観点によると、第１の被測定面を有する第１の対象物と、第２の被測定面を有する第２の対象物とを、該第２の被測定面が前記第１の被測定面に対向するように保持する工程と、第１の変位計を用いて、前記第１の被測定面から第１のダミー被測定面までの距離ｃを求める工程と、第２の変位計を用いて、前記第２の被測定面から第２のダミー被測定面までの距離ａを求める工程と、前記第１のダミー被測定面から前記第２のダミー被測定面までの距離ｅ、及び前記距離ｃ、ａから、ｅ−ａ−ｃを計算し、前記第１の被測定面と第２の被測定面との間隔を求める工程とを有するギャップ調節方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
対向して配置された２つの被測定面の間隔を求めるために、ある位置から１つの被測定面までの距離を求めるとき、その被測定面に対する測定を、測定精度が被測定面の電位に依存しない変位計を用いて行うことにより、その被測定面が接地電位に接続されていない場合でも、２つの被測定面の間隔を、精度良く求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に、本発明の第１の実施例によるギャップ調節装置の概略図を示す。このギャップ調節装置は、大気中におけるＸ線露光または光近接露光を行う装置の一部として用いることができる。
【００１７】
ＸＹ駆動機構５０に、３つ（図には２つを示す）のＺ軸方向駆動機構５２を介して、ウエハステージ５１が取り付けられている。ＸＹ駆動機構５０は、ウエハステージ５１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軸方向駆動機構５２は、ウエハステージ５１を、ＸＹ面に垂直なＺ軸方向に移動させることができる。各Ｚ軸駆動機構５２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５１の傾き角を調節することができる。ウエハチャック５３が、ウエハステージ５１に取り付けられている。ウエハチャック５３は、静電チャック機構により、ウエハ４０を保持する。ウエハ４０は、真空吸着により保持することもできるが、静電チャック機構を用いると、平面度を高くして保持することができる。ＸＹ駆動機構５０及びＺ軸駆動機構５２は、制御装置７０からの指令に基づいて動作する。
【００１８】
マスクチャック６０が、マスクステージ６１に取り付けられている。マスクチャック６０は、真空吸着により、マスク３１を保持する。マスクチャック６０に保持されたマスク３１は、ウエハチャック５３に保持されたウエハ４０に、微小間隙を隔てて対向する。ウエハ４０及びマスク３１の、相互に対向する面を、それぞれ被測定面４０ａ及び被測定面３１ａと呼ぶこととする。被測定面３１ａの各々の少なくとも一部の領域は導電性材料で形成されている。マスク３１の被測定面３１ａの導電性領域は、接地電位に接続されている。
【００１９】
マスクステージ６１に取り付けられた３つ（図には２つを示す）のＺ軸方向駆動機構６２が、マスクステージ６１を、ＸＹ面に垂直なＺ軸方向に移動させる。各Ｚ軸駆動機構６２の駆動量を異ならせることにより、ＸＹ面に対するマスクステージ６１の傾き角を調節することができる。Ｚ軸駆動機構６２は、制御装置７０からの指令に基づいて動作する。
【００２０】
ウエハステージ５１に、マスク用の静電容量型変位計５５及びダミーターゲット６７が取り付けられている。静電容量型変位計５５は、マスク３１に対向する。ダミーターゲット６７は、ウエハ４０の被測定面４０ａと同一の方向を向くダミー被測定面６７ａを有する。ダミー被測定面６７ａは、例えばアルミニウムや銅等の導電性の材料で形成されており、接地電位に接続されている。
【００２１】
マスクステージ６１に、ウエハ用の静電容量型変位計６５、ダミーターゲット６６及びレーザ変位計６８が取り付けられている。静電容量型変位計６５及びレーザ変位計６８は、ウエハ４０に対向する。ダミーターゲット６６は、マスク３１の被測定面３１ａと同一の方向を向くダミー被測定面６６ａを有する。ダミー被測定面６６ａは、例えばアルミニウムや銅等の導電性の材料で形成されており、接地電位に接続されている。静電容量型変位計６５からダミー被測定面６６ａまでのＺ軸方向の距離ｂが、予め正確に測定されている。ダミーターゲット６６は、静電容量型変位計６５に対して相対的位置が固定されている。このため、装置が一旦設置された後は、距離ｂは不変である。
【００２２】
ＸＹ駆動機構５０を駆動して、静電容量型変位計５５の正面にマスク３１を配置させることにより、静電容量型変位計５５の基準面を変位量の原点としたときの、マスク３１の変位量を測定することができる。静電容量型変位計５５から、その基準面までの距離は、予め決定されている。このため、被測定面３１ａの変位量を測定することは、静電容量型変位計５５から被測定面３１ａまでの距離ａ１を測定することと等価である。本明細書において、静電容量型変位計によって、その基準面からの変位量を測定する手順を、「静電容量型変位計からの距離を測定する」と表現する。
【００２３】
ＸＹ駆動機構５０を駆動して、静電容量型変位計５５をダミーターゲット６６の正面に配置させることにより、静電容量型変位計５５からダミー被測定面６６ａまでの距離ａ２を測定することができる。静電容量型変位計５５の測定電極は、例えば直径５ｍｍ、１０ｍｍ等の円柱状であり、その円形の面の１つが、ダミー被測定面６６ａに対向する。ダミー被測定面６６ａの面積を、それに対向する静電容量型変位計５５の測定電極の対向面の面積の２倍以上とすることが、測定精度の確保のために好ましい。ダミー被測定面６６ａの平面度は、１μｍ以内である。
【００２４】
ＸＹ駆動機構５０を駆動して、静電容量型変位計６５をダミーターゲット６７の正面に配置させることにより、静電容量型変位計６５からダミー被測定面６７ａまでの距離ｄを測定することができる。静電容量型変位計６５の測定電極は、例えば直径５ｍｍ、１０ｍｍ等の円柱状であり、その円形の面の１つが、ダミー被測定面６７ａに対向する。ダミー被測定面６７ａの面積を、それに対向する静電容量型変位計６５の測定電極の対向面の面積の２倍以上とすることが、測定精度の確保のために好ましい。ダミー被測定面６７ａの平面度は、１μｍ以内である。また、以下に説明するようにレーザ変位計６８により計測されるときの誤差を小さくするため、ダミー被測定面６７ａは鏡面加工されている。
【００２５】
ＸＹ駆動機構５０を駆動して、レーザ変位計６８がウエハ４０の正面に位置するように、ウエハチャック５３を配置させ、レーザ変位計６８により、レーザ変位計６８から被測定面４０ａまでの距離に対応する物理量を測定する。そして、ＸＹ駆動機構５０を駆動して、レーザ変位計６８をダミーターゲット６７の正面に配置させ、レーザ変位計６８により、レーザ変位計６８からダミー被測定面６７ａまでの距離に対応する物理量を測定する。レーザ変位計６８を用いて、両測定を行うことにより、ダミー被測定面６７ａから被測定面４０ａまでの距離ｃを求めることができる。
【００２６】
次に、図１に示したギャップ調節装置を用いて、マスク３１とウエハ４０との間隔を調節する方法を説明する。
【００２７】
まず、マスク３１の被測定面３１ａ上の、一直線上にない少なくとも３点について、静電容量型変位計５５により、静電容量型変位計５５からの距離を測定する。各測定結果が等しくなるように、Ｚ軸駆動機構６２を動作させることにより、マスク３１の被測定面３１ａをＸＹ面に平行にする。被測定面３１ａをＸＹ面に平行にした後、距離ａ１及びａ２を測定する。
【００２８】
次に、ウエハ４０の被測定面４０ａ上の、一直線上にない少なくとも３点について、レーザ変位計６８により、レーザ変位計６８からの距離に対応する物理量を測定する。各測定結果が等しくなるように、Ｚ軸駆動機構５２を動作させることにより、ウエハ４０の被測定面４０ａをＸＹ面に平行にする。被測定面４０ａをＸＹ面に平行にした後に、上述したようにして、レーザ変位計６８を用いてダミー被測定面６７ａから被測定面４０ａまでの距離ｃを求める。さらに、静電容量型変位計６５により距離ｄを測定する。
【００２９】
ダミー被測定面６６ａから被測定面３１ａまでの距離ａは、
【００３０】
（数１）
ａ＝ａ２−ａ１・・・（１）
と表される。マスク３１とウエハ４０との間隔（ギャップ）Ｇは、
【００３１】
（数２）
Ｇ＝ｄ−ｂ−ａ−ｃ ・・・（２）
と表される。このような計算は、制御装置７０により実行することができる。間隔Ｇが所望の値になるように、Ｚ軸駆動機構５２またはＺ軸駆動機構６２を動作させる。このようにして、間隔Ｇを調節することができる。
【００３２】
次に図２を参照して、本発明の第２の実施例によるギャップ調節装置について説明する。図１に示したギャップ調節装置との違いは、ウエハチャック５３が、Ｚ軸駆動機構５２を介してウエハステージ５１に取り付けられており、マスクチャック６０が、Ｚ軸駆動機構６２を介してマスクステージ６１に取り付けられていることである。ウエハステージ５１及びマスクステージ６１の対向面はともに、ＸＹ面に平行である。図２に示すギャップ調節装置を用いる場合も、図１に示したギャップ調節装置を用いる場合と同様な方法で、マスク３１とウエハ４０との間隔Ｇを求め、両者のギャップを調節することができる。
【００３３】
図２に示したギャップ調節装置では、ウエハステージ５１に取り付けられた静電容量型変位計５５及びダミーターゲット６７と、マスクステージ６１に取り付けられた静電容量型変位計６５、ダミーターゲット６６及びレーザ変位計６８のＺ軸方向の位置が固定される。よって、静電容量型変位計５５からダミー被測定面６６ａまでの距離ａ２、及び、静電容量型変位計６５からダミー被測定面６７ａまでの距離ｄは、理想的には、装置の組立て及び調整後に、一回ずつ測定すればその後は変動しない。またこのとき、レーザ変位計６８からダミー被測定面６７ａまでの距離も変動しないので、レーザ変位計６８のダミー被測定面６７ａに対する測定結果も変動しない。このため、これらを、マスク３１やウエハ４０を交換する度に測定し直す必要はない。この場合、以下に説明するようにして、ギャップＧを求めることが可能である。
【００３４】
ダミー被測定面６７ａからダミー被測定面６６ａまでの距離ｅは、
【００３５】
（数３）
ｅ＝ｄ−ｂ ・・・（３）
と表される。距離ｄが変動しなければ、距離ｅも変動しない。上記の式（２）及び（３）により、ギャップＧは、ｅ−ａ−ｃと表される。上記の式（１）より、ａ＝ａ２−ａ１であり、距離ａ２も変動しないので、静電容量型変位計５５により距離ａ１を測定すれば、距離ａが求められる。またこのとき、レーザ変位計６８からダミー被測定面６７ａまでの距離も変動しないので、レーザ変位計６８が被測定面４０ａに対する測定を行えば、距離ｃを求められる。このようにして、ギャップＧを求めることができる。つまり、静電容量型変位計６５を用いなくとも、ギャップの調節を行うことが可能である。ただし、時間の経過とともに距離ａ２やｄ及びレーザ変位計６８からダミー被測定面６７ａまでの距離が変動し得るため、それらについての測定を定期的に行って、新しい測定結果に更新してもよい。
【００３６】
なお、図２に示したギャップ調節装置において、（理想的には）静電容量型変位計５５とレーザ変位計６８との距離が変動しない。この距離をＬ１とする。レーザ変位計６８が、レーザ変位計６８からウエハ４０の被測定面４０ａまでの距離（これをＬ２とする）を測定できたと仮定すると、静電容量型変位計５５からマスク３１ａの被測定面３１ａまでの距離ａ１を用いて、ギャップＧ＝ａ１＋Ｌ２−Ｌと求められる。しかし、レーザ変位計６８は、レーザ変位計６８から被測定面４０ａまでの距離を測定することができないので、このようにしてギャップＧを求めることはできない。
【００３７】
レーザ変位計は、その基準面と、ある被測定面との間の距離であれば求めることができる。ダミーターゲット６７のダミー被測定面６７ａが、レーザ変位計６８の基準面として機能する。これにより、基準面であるダミー被測定面６７ａから被測定面４０ａまでの距離ｃを、レーザ変位計６８で測定できる。図２に示したギャップ調節装置は、距離Ｌ２ではなく、距離ｃに基づいて、ギャップＧを求める。
【００３８】
次に、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照して、第２の実施例の変形例を説明する。図３（Ａ）は、ウエハステージ５１に、図２に示した１つの静電容量型変位計５５の代わりに、３つの静電容量型変位計５５ａ〜５５ｃを取り付けた構成例を示す平面図である。静電容量型変位計５５ａ〜５５ｃは、それぞれ、ウエハチャック５３の側の仮想的な三角形の頂点に相当する位置に配置されている。
【００３９】
ＸＹ駆動機構５０を駆動して、静電容量型変位計５５ａ〜５５ｃを、マスク３１の下方に移動させたとき、Ｚ軸に平行な視線で見て、静電容量型変位計５５ａ〜５５ｃが同時に、被測定面３１ａの内部に入るように、静電容量型変位計５５ａ〜５５ｃが配置されている。
【００４０】
ここで、静電容量型変位計５５ａ〜５５ｃ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５１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、静電容量型変位計５５ａ〜５５ｃによる測定値は全て一致する。
【００４１】
静電容量型変位計５５ａ〜５５ｃを、被測定面３１ａの正面に位置させ、静電容量型変位計５５ａ〜５５ｃのそれぞれが、被測定面３１ａまでの距離を測定することにより、被測定面３１ａの３点までの距離を同時に測定することができる。３つの測定結果が等しくなるように、Ｚ軸駆動機構６２を動作させることにより、被測定面３１ａをＸＹ面に平行にする。このように、複数の静電容量型変位計５５ａ〜５５ｃを用いることにより、１つの静電容量型変位計５５を用いる場合より時間効率良く、被測定面３１ａをＸＹ面と平行にすることができる。
【００４２】
図３（Ｂ）は、マスクステージ６１に、図２に示した１つのレーザ変位計６８の代わりに、３つのレーザ変位計６８ａ〜６８ｃを取り付けた構成例を示す底面図である。レーザ変位計６８ａ〜６８ｃは、それぞれ、マスクチャック６０の側の仮想的な三角形の頂点に相当する位置に配置されている。
【００４３】
ＸＹ駆動機構５０を駆動して、ウエハ４０を、レーザ変位計６８ａ〜６８ｃの下方に移動させたとき、Ｚ軸に平行な視線で見て、レーザ変位計６８ａ〜６８ｃが同時に、被測定面４０ａの内部に入るように、レーザ変位計６８ａ〜６８ｃが配置されている。
【００４４】
ここで、レーザ変位計６８ａ〜６８ｃ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、マスクステージ６１の対向面から一定の高さに位置する平面に対する測定を行った場合、レーザ変位計６８ａ〜６８ｃによる測定値は全て一致する。
【００４５】
レーザ変位計６８ａ〜６８ｃを、被測定面４０ａの正面に位置させることにより、被測定面４０ａの３点に対する測定を同時に行うことができる。３つの測定結果が等しくなるように、Ｚ軸駆動機構５２を動作させることにより、被測定面４０ａをＸＹ面に平行にする。このように、複数のレーザ変位計６８ａ〜６８ｃを用いることにより、１つのレーザ変位計６８を用いる場合より時間効率良く、被測定面４０ａをＸＹ面と平行にすることができる。
【００４６】
上記の第１及び第２の実施例で説明したギャップ調節装置では、マスク３１とウエハ４０との間隔Ｇを求めるために、マスクステージ６１に設置された静電容量型変位計６５が、静電容量型変位計６５からウエハ４０の被測定面４０ａまでの距離（ｄ−ｃと表される）を測定することを要しない。被測定面４０ａに対する測定を、レーザ変位計により行うことにより、ギャップＧを求めるために必要な距離ｃが求められる。距離ｃの測定精度は、被測定面４０ａの電位の影響を受けない。したがって、ウエハ４０の表面の電位に影響されずに（つまり、ウエハ４０の表面が接地電位に接続されていなくとも）、ギャップＧを精度良く求められる。
【００４７】
なお、以下に説明するように、静電容量型変位計５５の位置に、静電容量型変位計の代わりに、レーザ変位計を設置することもできる。上記実施例において、静電容量型変位計５５は、静電容量型変位計５５から被測定面３１ａまでの距離ａ１及び静電容量型変位計５５からダミー被測定面６６ａまでの距離ａ２を測定しているが、ギャップＧを求めるために必要となるのは、両者の差の距離ａ＝ａ２−ａ１である。レーザ変位計により、レーザ変位計から被測定面３１ａまでの距離に対応する物理量を測定し、そして、レーザ変位計からダミー被測定面６６ａまでの距離に対応する物理量を測定することにより、ダミー被測定面６６ａから被測定面３１ａまでの距離ａを求めることができる（ダミー被測定面６６ａが、このレーザ変位計の基準面として機能する）。このとき、レーザ変位計による計測の誤差を小さくするために、ダミー被測定面６６ａを鏡面加工しておくことが好ましい。
【００４８】
上記実施例では、ギャップ調節装置を、大気中で用いる場合について説明した。しかし、レーザ変位計が真空中で利用できるものであれば、真空中での露光（例えば電子ビーム近接露光等）を行う装置に用いることもできる。なお、この場合、真空吸着を用いることができないので、マスクも静電チャック機構により保持される。ただし、マスクは導電性の良い材料で作製することができるので、特に困難なく、静電容量型変位計の被測定領域を接地電位とすることができる。
【００４９】
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】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施例によるギャップ調節装置の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施例によるギャップ調節装置の概略図である。
【図３（Ａ）】ウエハステージ上に取り付けられたウエハチャックと静電容量型変位計の平面図である。
【図３（Ｂ）】マスクステージ上に取り付けられたマスクチャックとレーザ変位計の底面図である。
【符号の説明】
【００５１】
３１  マスク
４０  ウエハ
５０  ＸＹ駆動機構
５１  ウエハステージ
５２、６２  Ｚ軸駆動機構
５３  ウエハチャック
５５、６５  静電容量型変位計
６０  マスクチャック
６１  マスクステージ
６６、６７  ダミーターゲット
６８  レーザ変位計
７０  制御装置
【図１】
2005150323.tif 000003
【図２】
2005150323.tif 000004
【図３（Ａ）】
2005150323.tif 000005
【図３（Ｂ）】
2005150323.tif 000006