(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハと、該ウェハの表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、
前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて複数の検出用電極を配置し、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを検出する面位置検出方法において、
前記ウェハの裏面側に導電性部材を配置すると共に該導電性部材の電位を固定する段階と、
前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量を計測する段階と、
前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量と、既知の、前記ウェハと前記導電性部材との間の静電容量とを基に、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する段階とを有することを特徴とする面位置検出方法。
【請求項２】
表面、裏面及び側面の全体に酸化膜が形成されたウェハと、該ウェハの表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、
前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて複数の検出用電極を配置し、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを検出する面位置検出方法において、
前記ウェハの、前記検出電極側と反対側の面の酸化膜を除去した後に該面に金属膜を形成し、かつ、前記ウェハの該金属膜側に、該金属膜と接触して電気的に接続される導電性部材を配置すると共に該導電性部材の電位を固定する段階と、前記複数の検出用電極のそれぞれと前記ウェハとの間の静電容量を計測する段階と、
前記複数の検出用電極のそれぞれと前記ウェハとの間の静電容量を基に、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する段階とを有することを特徴とする面位置検出方法。
【請求項３】
表面側に誘電体層を介して絶縁性のレジスト層が形成されたウェハと、前記レジスト層の表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、
前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて複数の検出用電極を配置し、該複数の検出用電極を用いて前記ウェハの前記レジスト層の一面または他面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを検出する面位置検出方法であって、
前記ウェハの前記誘電体層と前記レジスト層との間、または、前記レジスト層の、前記ウェハ側と反対側の面に導電性の膜を形成し、かつ、前記ウェハの裏面側に導電性部材を配置すると共に該導電性部材の電位を固定する段階と、
前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量を計測する段階と、
前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量と、既知の、前記ウェハの導電性の膜と前記導電性部材との間の静電容量とを基に、前記ウェハのレジスト層の一面または他面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する段階とを有する面位置検出方法。
【請求項４】
ウェハと、該ウェハの表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、
前記ウェハの表面側に該表面側から距離をおいて配置された複数の検出用電極と、
前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する演算手段とを有する面位置検出装置において、
前記ウェハの裏面側に導電性部材が配置され、該導電性部材の電位が固定されていることを特徴とする面位置検出装置。
【請求項５】
前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量と、既知の、前記ウェハと前記導電性部材との間の静電容量とを基に、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを前記演算手段が算出する請求項４に記載の面位置検出装置。
【請求項６】
前記導電性部材として導電基板が用いられ、該導電基板が前記ウェハに対して略平行に配置されている請求項４または５に記載の面位置検出装置。
【請求項７】
前記導電基板の形状及び大きさが前記ウェハと同等である請求項６に記載の面位置検出装置。
【請求項８】
前記ウェハの裏面側に配置されて前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハチャックの材質として導電性のものが用いられることにより該ウェハチャックが前記導電性部材を構成している請求項４または５に記載の面位置検出装置。
【請求項９】
表面、裏面及び側面の全体に酸化膜が形成されたウェハと、該ウェハの表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、
前記ウェハの表面側に該表面側から距離をおいて配置された複数の検出用電極と、
前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する演算手段とを有する面位置検出装置において、
前記ウェハの、前記検出用電極側と反対側の面の酸化膜が除去された後に該面に金属膜が形成され、かつ、前記ウェハの該金属膜側に、該金属膜と接触して該金属膜と電気的に接続される導電性部材が配置されると共に該導電性部材の電位が固定されていることを特徴とする面位置検出装置。
【請求項１０】
前記複数の検出用電極のそれぞれと前記ウェハとの間の静電容量を基に、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを前記演算手段が算出する請求項９に記載の面位置検出装置。
【請求項１１】
前記ウェハの裏面側に配置されて前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハチャックの材質として導電性のものが用いられることにより該ウェハチャックが前記導電性部材を構成している請求項９または１０に記載の面位置検出装置。
【請求項１２】
前記ウェハの裏面側に配置されて前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハチャックに導体部分が部分的に形成されることにより該導体部分が前記導電性部材を構成している請求項９または１０に記載の面位置検出装置。
【請求項１３】
前記ウェハの裏面側に配置されて前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハチャックの、少なくとも前記ウェハの金属膜と接触する部分に導電性の膜が形成されることにより該導電性の膜が前記導電性部材を構成している請求項９または１０に記載の面位置検出装置。
【請求項１４】
表面側に誘電体層を介して絶縁性のレジスト層が形成されたウェハと、前記レジスト層の表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、
前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて配置された複数の検出用電極と、
前記複数の検出用電極を用いて前記ウェハの前記レジスト層の一面または他面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する演算手段とを有し、
前記ウェハの前記誘電体層と前記レジスト層との間、または、前記レジスト層の、前記ウェハ側と反対側の面に導電性の膜が形成され、かつ、前記ウェハの裏面側に導電性部材が配置されると共に該導電性部材の電位が固定されている面位置検出装置。
【請求項１５】
前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量と、既知の、前記ウェハの導電性の膜と前記導電性部材との間の静電容量とを基に、前記ウェハのレジスト層の一面または他面の、光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを前記演算手段が算出する請求項１４に記載の面位置検出装置。
【請求項１６】
前記ウェハの裏面側に配置されて前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハチャックの材質として導電性のものが用いられることにより該ウェハチャックが前記導電性部材を構成している請求項１４または１５に記載の面位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体の露光装置において、投影光学手段により所定のパターンが投影される露光ターゲットとなるウェハの、投影光学手段の光軸方向の位置及び、その光軸方向に垂直な面に対する傾きを計測する、面位置検出方法及び面位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の露光装置における面位置検出装置としては、従来、斜め入射面位置検出装置が多く用いられている。斜め入射面位置検出装置では、投射レンズを通してマスクパターンが転写される位置に設けられた半導体ウェハの結像面に斜めに入射光が照射される。そして、その半導体ウェハの結像面から斜めに反射する反射光を検出することによって、半導体ウェハの結像面の位置及び傾きが計測される。
【０００３】
図１０は、従来の面位置検出装置が備えられた露光装置を示す概略図である。図１０に示される露光装置では、ウェハを照射する照明装置１０３から、矢印ＥＸで示される方向に照明光が出射される。照明装置１０３から出射された照明光の進行方向に、レチクル１０１、投影光学手段である縮小投射レンズ１０４及び、ウェハ１０５がこの順番で配置されている。照明装置１０３及び縮小投射レンズ１０４の共通の光軸ＡＸの方向をＺ方向とする。Ｚ方向に垂直で、かつ、図１０の紙面に対して垂直な方向をＸ方向とする。また、Ｚ方向に垂直で、かつ、図１０の紙面に対して平行な方向をＹ方向とする。
【０００４】
レチクル１０１は、レチクルスキャンステージ１０２に固定されており、レチクルスキャンステージ１０２はＸ方向に走査される。ウェハ１０５は、ウェハチャック１０６の表面に取り付けられている。ウェハチャック１０６はＸＹステージ１０７の表面に備えられ、ＸＹステージ１０７はＺチルトステージ１０８の表面に備えられている。
【０００５】
上記の露光装置に備えられた面位置検出装置としては、光スリット投影式のものが用いられている。光スリット投影式の面位置検出装置では、フォーカス用照明装置の光ファイバ１０９の先端から出射される照明光の進行方向に、集光レンズ１１０、パターン形成板１１１、投射レンズ１１２及びミラー１１３がこの順番で並べられている。パターン形成板１１１には、所定のパターンが形成されている。ミラー１１３は、光ファイバ１０９からの照明光をウェハ１０５の表面に向けて反射するように配置されている。ミラー１１３とウェハ１０５との間には照射レンズ１１４が配置されており、ミラー１１３で反射された照明光が、照射レンズ１１４によってウェハ１０５の結像面に集光される。光ファイバ１０９から出射した照明光は、ミラー１１３及び照射レンズ１１４により光軸ＡＸ及びウェハ１０５に対して斜めにウェハ１０５の結像面に集光される。
【０００６】
さらに、光ファイバ１０９から出射してウェハ１０５の表面で反射した照明光の進行方向に、集光レンズ１１５及びミラー１１６がこの順番で配置されている。そして、ミラー１１６に入射して反射された照明光の進行方向に、結像レンズ１１７及び光位置検出素子１１８がこの順番で配置されている。
【０００７】
上述した露光装置は演算回路１１９を有しており、演算回路１１９には、光位置検出素子１１８で得られた信号が送られる。また、演算回路１１９からは、Ｚチルトステージ１０８に制御信号が送られる。
【０００８】
次に、露光装置に備えられた面位置検出装置の動作について説明する。光ファイバ１０９から出射された照明光は、集光レンズ１１０を通してパターン形成板１１１を照明する。パターン形成板１１１を透過した照明光は、投射レンズ１１２によってミラー１１３に投射された後、ミラー１１３によりウェハ１０５の結像面に向けて反射される。ミラー１１３で反射された照明光は、照射レンズ１１４によってウェハ１０５の結像面を照射する。これにより、ウェハ１０５の結像面にパターン形成板１１１のパターンが、ウェハ１０５の結像面に光軸ＡＸに対して斜めに投影されて結像する。
【０００９】
その後、ウェハ１０５で反射された照明光は、集光レンズ１１５によってミラー１１６に集光された後、ミラー１１６で結像レンズ１１７に向けて反射される。ミラー１１６で反射されて結像レンズ１１７に入射した照明光は、結像レンズ１１７によって光位置検出素子１１８の受光面に集光される。これにより、パターン形成板１１１のパターンが光位置検出素子１１８の受光面に再度結像する。
【００１０】
ウェハ１０５が光軸ＡＸの方向に移動すると、光位置検出素子１１８の受光面の像が、その受光面と平行な方向に移動することになる。従って、光位置検出素子１１８の受光面における像の位置を基に演算回路１１９が算出することによって、ウェハ１０５の結像面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂直な面に対する傾き（以下、チルトとも称する）を検出することができる。
【００１１】
上述した面位置検出装置によるウェハ１０５の結像面の計測点は、光ファイバ１０９の１ショットの領域内に複数あり、それらの計測点から得られたデータを比較演算することにより、ウェハ１０５の結像面における計測ショットの領域の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂直な面に対する傾きが算出される。
【００１２】
近年の露光装置としては、ステップ＆スキャン露光装置が用いられつつある。ステップ＆スキャン露光装置では、露光面積を拡大するために、投射レンズにレチクルとウェハとの共役関係を保持させながらレチクルをウェハに対して相対的に走査しつつ露光が行われる。また、このようなステップ＆スキャン露光装置では、ウェハの結像面を計測して得られた信号が、ステージの姿勢を制御するクローズドループ信号として直接使われる。そのため、ステージの姿勢を制御する目標値信号として、できるだけ滑らかな、露光時のスリット領域に対して平均化された信号が必要とされる。
【００１３】
ところが、上述した光スリット投影式の面位置検出装置では、スリットの結像面に対して均一に照明光を照射すると、その結像面の位置を計測できないため結像面の計測領域は必ず離散的になってしまう。しかも、出願人による実験から、パターン形成板１１１を透過した細いスリット状の光束がウェハ１０５のエッジ部の段差に照射された場合、その光束が複数の方向に反射されて散乱し、大きな検出誤差が生じることがわかった。その問題点を解決する方法として、結像面出装置に静電容量センサを用いる方法がある。静電容量センサを用いた面位置検出装置は、光スリット投影式のものと比較して、検出領域内をほぼ均一に平均化するうえに、ウェハのエッジ部により検出誤差が生じることがなく、応答性が高いなどの利点を有している。
【００１４】
図１１は、静電容量センサの検出原理について説明するための図である。静電容量センサでは、図１１に示されるように、検出用電極であるセンサ電極２０１の一面と、計測対象物である導体基板２０２の一面とが対向するようにセンサ電極２０１及び導体基板２０２が配置される。センサ電極２０１及び導体基板２０２には、電流計２０４とオッシレータ２０３とが電気的に接続されており、導体基板２０２の電位を０Ｖに固定するために導体基板２０２が接地されている。また、電流計２０４によって測定された電流値を用いて、演算手段である測定器２０５で、センサ電極２０１と導体基板２０２との間の距離が算出される。
【００１５】
上述した静電容量センサでは、オッシレータ２０３によってセンサ電極２０１と導体基板２０２との間に交流電界がかけられ、その時に流れる電流値が電流計２０４によって測定される。そして、測定器２０５で、電流計２０４により測定された電流値からセンサ電極２０１と導電基板２０２との間の静電容量が求められる。その後、センサ電極２０１と導電基板２０２との間の静電容量が、センサ電極２０１と導電基板２０２との間の距離と反比例する関係から、その静電容量を用いてセンサ電極２０１と導電基板２０２との間の距離が測定器２０５で算出される。
【００１６】
静電容量センサにおいて重要な条件は、計測対象物が導体であり、かつ、計測対象物が接地されているということである。その条件が満たされていない場合には、静電容量センサの測定値にオフセットがのったり、静電容量センサの外部の電場及び磁場の乱れの影響を静電容量センサが受けやすくなってしまう。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、露光装置で露光が行われるシリコンウェハは、表面、裏面及び側面の全体が酸化されてＳｉＯ2膜で全体が覆われたものであり、ウェハを接地してそのウェハの電位を０Ｖにすることが困難である。従って、静電容量センサを用いた従来の面位置検出装置では、ウェハを接地することができず、ウェハが電場及び磁場の乱れの影響を受けてしまうので、ウェハの表面の位置及び傾きを安定的に、しかも正確に測定することができないという問題点がある。実際、出願人の実験により、露光装置のウェハチャックに固定されたウェハは、そのウェハの位置を制御するパルスステージや、その他の機器による電場及び磁場の乱れの影響を受けやすく、電気的に不安定な状態にあることが明らかになっている。
【００１８】
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点に鑑み、静電容量センサが用いられた面位置検出装置において、ウェハの結像面に所定のパターンを結像させる投影光学手段の光軸方向におけるウェハの表面の位置及び、ウェハの表面の、投影光学手段の光軸に垂直なに対する傾きを計測する際に、電場及び磁場の乱れの影響を受けず、正確に計測を行える面位置検出方法及び面位置検出装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、ウェハと、該ウェハの表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて複数の検出用電極を配置し、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを検出する面位置検出方法において、前記ウェハの裏面側に導電性部材を配置すると共に該導電性部材の電位を固定する段階と、前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量を計測する段階と、前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量と、既知の、前記ウェハと前記導電性部材との間の静電容量とを基に、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する段階とを有することを特徴とする。
【００２０】
上記の発明では、ウェハと、そのウェハの表面側に配置された複数の検出用電極とを用いて、ウェハの検出用電極側の面の、投影光学手段の光軸方向の位置及び、その光軸に垂直な面に対する傾きを検出する際に、ウェハの裏面側に導電性部材を配置すると共に導電性部材の電位を固定し、複数の検出用電極のそれぞれと導電性部材との間の静電容量を計測する。そして、計測して得られた静電容量と、既知の、ウェハと導電性部材との間の静電容量とを基に、ウェハの検出用電極側の面の、投影光学手段の光軸方向の位置及び、その光軸に垂直な面に対する傾きを算出する。ここで、ウェハは検出用電極と導電性部材との間に挟まれており、かつ、導電性部材の電位は固定されているので、導電性部材及びウェハが、電場及び磁場の乱れの影響を受けず、電気的に安定した状態にある。従って、検出用電極のそれぞれと導電性部材との間の静電容量を安定的に計測することができる。
【００２１】
また、本発明は、表面、裏面及び側面の全体に酸化膜が形成されたウェハと、該ウェハの表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて複数の検出用電極を配置し、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを検出する面位置検出方法において、前記ウェハの、前記検出電極側と反対側の面の酸化膜を除去した後に該面に金属膜を形成し、かつ、前記ウェハの該金属膜側に、該金属膜と接触して電気的に接続される導電性部材を配置すると共に該導電性部材の電位を固定する段階と、前記複数の検出用電極のそれぞれと前記ウェハとの間の静電容量を計測する段階と、前記複数の検出用電極のそれぞれと前記ウェハとの間の静電容量を基に、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する段階とを有することを特徴とする。
【００２２】
上記の発明では、ウェハの、検出用電極側と反対側の面に金属膜を形成し、かつ、ウェハの金属膜側に配置された導電性部材と、金属膜とを電気的に接続すると共にその導電性部材の電位を固定するので、ウェハと導電性部材とが金属膜を介して電気的に接続されてウェハの電位が固定される。これにより、ウェハが、電場及び磁場の乱れの影響を受けず、電気的に安定した状態にある。従って、複数の検出用電極のそれぞれとウェハとの間の静電容量を、安定的に計測することができる。
【００２３】
さらに、本発明は、表面側に誘電体層を介して絶縁性のレジスト層が形成されたウェハと、前記レジスト層の表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて複数の検出用電極を配置し、該複数の検出用電極を用いて前記ウェハの前記レジスト層の一面または他面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを検出する面位置検出方法であって、前記ウェハの前記誘電体層と前記レジスト層との間、または、前記レジスト層の、前記ウェハ側と反対側の面に導電性の膜を形成し、かつ、前記ウェハの裏面側に導電性部材を配置すると共に該導電性部材の電位を固定する段階と、前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量を計測する段階と、前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量と、既知の、前記ウェハの導電性の膜と前記導電性部材との間の静電容量とを基に、前記ウェハのレジスト層の一面または他面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する段階とを有する。
【００２４】
上記の発明では、ウェハの表面側に誘電体層を介して絶縁性のレジスト層が形成されている場合、誘電体層とレジスト層との間、または、レジスト層の、ウェハ側と反対側の面に導電性の膜を形成し、かつ、ウェハの裏面側に導電性部材を配置すると共に導電性部材の電位を固定する。ここで、ウェハは検出用電極と導電性部材との間に挟まれており、かつ、導電性部材の電位が固定されているので、導電性部材、ウェハ及び、ウェハの導電性の膜が電場及び磁場の乱れの影響を受けず、電気的に安定した状態にある。従って、検出用電極と導電性部材との間の静電容量を安定的に計測することができる。また、検出用電極と、ウェハの導電性の膜との間の静電容量を求めて、検出用電極と、ウェハの導電性の膜との間の距離を正確に計測することができる。これにより、ウェハのレジスト層の一面または他面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを安定的に、しかも正確に検出することができる。
【００２５】
さらに、本発明は、ウェハと、該ウェハの表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、前記ウェハの表面側に該表面側から距離をおいて配置された複数の検出用電極と、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する演算手段とを有する面位置検出装置において、前記ウェハの裏面側に導電性部材が配置され、該導電性部材の電位が固定されていることを特徴とする。
【００２６】
上記の発明では、前述したのと同様に、ウェハは検出用電極と導電性部材との間に挟まれており、かつ、導電性部材の電位が固定されているので、導電性部材及びウェハが電場及び磁場の乱れの影響を受けず、電気的に安定した状態にある。従って、検出用電極のそれぞれと導電性部材との間の静電容量を安定的に計測することができる。
【００２７】
さらに、前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量と、既知の、前記ウェハと前記導電性部材との間の静電容量とを基に、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを前記演算手段が算出することが好ましい。
【００２８】
さらに、前記導電性部材として導電基板が用いられ、該導電基板が前記ウェハに対して略平行に配置されていることが好ましい。
【００２９】
さらに、前記導電基板の形状及び大きさが前記ウェハと同等であることが好ましい。
【００３０】
さらに、前記ウェハの裏面側に配置されて前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハチャックの材質として導電性のものが用いられることにより該ウェハチャックが前記導電性部材を構成していることが好ましい。
【００３１】
さらに、本発明は、表面、裏面及び側面の全体に酸化膜が形成されたウェハと、該ウェハの表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、前記ウェハの表面側に該表面側から距離をおいて配置された複数の検出用電極と、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する演算手段とを有する面位置検出装置において、前記ウェハの、前記検出用電極側と反対側の面の酸化膜が除去された後に該面に金属膜が形成され、かつ、前記ウェハの該金属膜側に、該金属膜と接触して該金属膜と電気的に接続される導電性部材が配置されると共に該導電性部材の電位が固定されていることを特徴とする。
【００３２】
上記の発明では、前述したのと同様に、ウェハと導電性部材とが金属膜を介して電気的に接続されてウェハの電位が固定され、ウェハが、電場及び磁場の乱れの影響を受けず、電気的に安定した状態にある。従って、複数の検出用電極のそれぞれとウェハとの間の静電容量を、安定的に計測することができる。
【００３３】
さらに、前記複数の検出用電極のそれぞれと前記ウェハとの間の静電容量を基に、前記ウェハの前記検出用電極側の面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを前記演算手段が算出することが好ましい。
【００３４】
さらに、前記ウェハの裏面側に配置されて前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハチャックの材質として導電性のものが用いられることにより該ウェハチャックが前記導電性部材を構成していることが好ましい。
【００３５】
さらに、前記ウェハの裏面側に配置されて前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハチャックに導体部分が部分的に形成されることにより該導体部分が前記導電性部材を構成していることが好ましい。
【００３６】
さらに、前記ウェハの裏面側に配置されて前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハチャックの、少なくとも前記ウェハの金属膜と接触する部分に導電性の膜が形成されることにより該導電性の膜が前記導電性部材を構成していることが好ましい。
【００３７】
さらに、本発明は、表面側に誘電体層を介して絶縁性のレジスト層が形成されたウェハと、前記レジスト層の表面に所定のパターンを投影する投影光学手段とを含む露光装置に用いられ、前記ウェハの表面側に該表面から距離をおいて配置された複数の検出用電極と、前記複数の検出用電極を用いて前記ウェハの前記レジスト層の一面または他面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを算出する演算手段とを有し、前記ウェハの前記誘電体層と前記レジスト層との間、または、前記レジスト層の、前記ウェハ側と反対側の面に導電性の膜が形成され、かつ、前記ウェハの裏面側に導電性部材が配置されると共に該導電性部材の電位が固定されている面位置検出装置。
【００３８】
上記の発明では、前述したのと同様に、ウェハの表面側に誘電体層を介して絶縁性のレジスト層が形成されている場合、ウェハは検出用電極と導電性部材との間に挟まれ、かつ、導電性部材の電位が固定されているので、導電性部材、ウェハ及び、ウェハの導電性の膜が電場及び磁場の乱れの影響を受けず、電気的に安定した状態にある。従って、検出用電極と導電性部材との間の静電容量を安定的に計測することができる。また、ウェハの誘電体層とレジスト層との間、または、レジスト層の、ウェハ側と反対側の面に導電性の膜が形成されることにより、検出用電極と、ウェハの導電性の膜との間の静電容量を求めて、検出用電極と、ウェハの導電性の膜との間の距離を正確に計測することができる。これにより、ウェハのレジスト層の一面または他面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを安定的に、しかも正確に検出することができる。
【００３９】
さらに、前記複数の検出用電極のそれぞれと前記導電性部材との間の静電容量と、既知の、前記ウェハの導電性の膜と前記導電性部材との間の静電容量とを基に、前記ウェハのレジスト層の一面または他面の、光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを前記演算手段が算出することが好ましい。
【００４０】
さらに、前記ウェハの裏面側に配置されて前記ウェハを固定するウェハチャックが備えられ、該ウェハチャックの材質として導電性のものが用いられることにより該ウェハチャックが前記導電性部材を構成していることが好ましい。
【００４１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置を示す概略図である。本実施形態の面位置検出装置としては、静電容量センサと同様な構成のものが用いられている。
【００４３】
本実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置では、図１に示すように、ウェハに照明光を照射する照明装置３が備えられている。照明装置３から出射される照明光の進行方向に、レチクル１、投影光学手段である縮小投射レンズ４及び、ウェハ５がこの順番で配置されている。ウェハ５の全体は、後述するように酸化膜で覆われている。照明装置３及び縮小投射レンズ４の共通の光軸ＡＸの方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直で、かつ、図１の紙面に対して平行な方向をＸ方向とする。また、Ｚ方向に垂直で、かつ、図１の紙面に対して垂直な方向をＹ方向とする。レチクル１はレチクルスキャンステージ２に固定されており、レチクルスキャンステージ２によってレチクル１がＸ方向に走査される。レチクル１には、ウェハ５の表面に結像される所定のパターンが形成されている。
【００４４】
縮小投射レンズ４のウェハ５側の端部には、検出用電極であるセンサ電極２０ａ及び２０ａ’がセンサ固定用治具２１によって取り付けられている。センサ電極２０ａ及び２０ａ’はＸ方向に並べられている。図２に基づいて後述するように、センサ電極２０ａ及び２０ａ’以外にも、複数のセンサ電極がセンサ固定用治具２１によって縮小投射レンズ４のウェハ５側の端部に取り付けられている。Ｙ方向には少なくとも２つのセンサ電極が並ぶようにそれぞれのセンサ電極が配置されていて、ＸＹステージ７をＸ方向に走査して、ウェハ５の傾きωｘ（以下、チルトωｘとも称する）の検出を行う。センサ固定用治具２１をアルミなどの金属材料で形成し、センサ固定用治具２１を予め接地しておく。これにより、センサ電極をセンサ固定用治具２１を介して接地することができる。
【００４５】
一方、ウェハ５はウェハチャック６に固定されている。図１では、ウェハチャック６がＸＹステージ７の表面に取り付けられているように示されているが、図２に基づいて後述するようにウェハチャック６は導体基板を介してＸＹステージ７の表面に取り付けられている。ＸＹステージ７はＺチルトステージ８の表面に備えられている。
【００４６】
また、露光装置には、演算手段としての制御回路２２が備えられている。制御回路２２には、縮小投射レンズ４に取り付けられたそれぞれのセンサ電極から、周波数が０〜十数kHzの検出信号２３が送られる。制御回路２２からは、制御信号２４がＺチルトステージ８に送られる。
【００４７】
縮小投射レンズ４に取り付けられたそれぞれの静電センサによってウェハ５の光軸ＡＸ方向の位置を直接計測することができないので、それぞれの静電センサは、ウェハ５の位置を測定するためのプリ計測を行う。図１の紙面で右方向にウェハ５をＸＹステージ７によりスキャンする場合にセンサ電極２０ａが用いられ、図１の紙面で左方向にウェハ５をＸＹステージ７によりスキャンする場合にセンサ電極２０ａ’が用いられる。
【００４８】
図２は、図１に示した露光装置の部分拡大図であり、図２では、縮小投射レンズ４とＺチルトステージ８との間の部分が示されている。また、この図２は図１に示される矢印Ａの方向から見た図であり、図２の紙面に対して垂直な方向がＸ方向となっている。
【００４９】
図２に示すように、ウェハ５の、表面、裏面及び側面の全体には酸化膜５ａが形成されている。縮小投射レンズ４のウェハ５側の端部には、検出用電極であるセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃがセンサ固定用治具２１によって取り付けられていて、センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃはＹ方向に並べられている。センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃを用いて、ウェハ５のセンサ電極側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸ方向に垂直な面に対する傾きが検出される。センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれの出力をＳ1、Ｓ2、Ｓ3とし、センサ電極２０ａとセンサ電極２０ｃとの距離をＬとすると、ウェハ５のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置Ｚ［μｍ］及び、光軸ＡＸ方向に垂直な面に対する傾きであるチルトωｘ［ｒａｄ］は下記の式で求められる。
【００５０】
0003814384.tif 000002
【００５１】
ウェハ５を固定するウェハチャック６としては真空チャックが用いられている。ウェハチャック６の、ウェハ５が取り付けられる面には、接触抵抗を少なくするために微少な突起が多数形成されている。ウェハチャック６の材質としては、従来の露光装置に用いられたウェハチャックと同様に、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）などの絶縁性のものが用いられている。
【００５２】
また、ウェハチャック６は、導電性部材である導体基板２５を介してＸＹステージ７の表面に取り付けられている。この導体基板２５の形状及び大きさはウェハ５とほぼ同じであり、ウェハ５と導体基板２５とがウェハチャック６を介して互いにほぼ平行となるように導体基板２５が配置されている。そして、導体基板２５が接地されて導体基板２５の電位が固定されている。
【００５３】
図３は、本実施形態の面位置検出装置の等価回路を示す図である。本実施形態の面位置検出装置では、従来の技術の図１１に示した回路と異なり、面位置検出装置の回路が、図３に示すような回路と等価となる。図３に示すように、本実施形態の面位置検出装置の等価回路では、センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのうち任意のセンサ電極と、ウェハ５との間の静電容量をＣS1とし、ウェハ５と導体基板２５との間の静電容量をＣC1とすると、静電容量ＣS1と静電容量ＣC1とが直列に接続された状態となる。そして、直列に接続された静電容量ＣC1及びＣS1にオッシレータ３１及び電流計３２が電気的に接続されている。
【００５４】
面位置検出装置による計測では、静電容量ＣS1が変数であり、静電容量ＣC1が定数である。また、面位置検出装置は、静電容量ＣC1及びＣS1の合成静電容量である、前記任意のセンサ電極と、導電基板２５との間の静電容量を測定することになる。従って、静電容量ＣC1を予め実測によって測定しておき、露光装置固有のオフセットとして静電容量ＣC1を事前に決定しておく必要がある。センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれのセンサ電極と導電基板２５との間の静電容量及び、静電容量ＣC1を基に、ウェハ５のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂直な面に対する傾きが制御回路２２で算出される。ここで、センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのうち任意のセンサ電極とウェハ５との間の静電容量が前記任意のセンサ電極とウェハ５との間の距離に反比例する関係から、制御回路２２が算出を行う。
【００５５】
このような面位置検出装置では、導体基板２５が用いられていることによってウェハ５がセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃと導体基板２５との間に挟まれ、かつ、導体基板２５に電位が固定されているので、ウェハ５が、ＸＹステージ７及びＺチルトステージ８による電場及び磁場の乱れの影響を受けず、電気的に安定した状態にある。従って、静電容量ＣC1という余分なファクターが加わるものの、ウェハ５が面位置検出装置の回路の一構成要素となってウェハ５の電位を固定することができる。これにより、ウェハ５のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸ方向と垂直な面に対する傾きを検出する際に、導体基板２５及びウェハ５がＸＹステージ７及びＺチルトステージ８などによる電場及び磁場の乱れの影響を受けることが抑えられる。その結果、ウェハ５の電位が固定されていない場合よりもはるかに安定して検出を行うことができる。
【００５６】
（第２の実施の形態）
図４は、本実施形態の面位置検出装置について説明するための露光装置の部分拡大図である。本実施形態の面位置検出装置では、第１の実施形態と比較して、ウェハチャックの材質が異なり、そのウェハチャックが、導体基板を用いずにＸＹステージに直接固定されている点が異なっている。以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。また、図４では、第１の実施形態と同一の構成部品に同一の符号を付してある。
【００５７】
本実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置では、図４に示すように、ＴｉＯ2やＳｉＣなどの導電性の材質で形成された、導電性部材としてのウェハチャック４６がＸＹステージ７の表面に直接取り付けられている。また、ウェハチャック４６としては、第１の実施形態で用いたウェハチャック６と同様に真空チャックが用いられており、ウェハチャック６の、ＸＹステージ７側と反対側の面に微少な突起が多数形成されている。このようなウェハチャック４６が接地されてウェハチャック４６の電位が固定されている。縮小投射レンズ４のウェハ５側の端部に取り付けられたセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれと、ウェハチャック４６との間の静電容量を基に、ウェハ５のセンサ電極側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂直な面に対する傾きが演算手段（不図示）で算出される。
【００５８】
本実施形態の面位置検出装置の検出原理は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態のものよりも本実施形態の面位置検出装置の方が、ウェハ５とウェハチャック４６との間に介在する誘電体層としての酸化膜５ａの厚みが薄いので、本実施形態の面位置検出装置の方が、第１の実施形態のものよりも安定して検出を行うことができる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施形態の面位置検出装置について説明するための部分拡大図である。本実施形態の面位置検出方法では、第２の実施形態と比較して、ウェハの酸化膜が除去されることと、演算手段での算出方法とが異なっている。図５では、第２の実施形態と同一の構成部品に同一の符号を付してある。以下では、第２の実施形態の面位置検出方法と異なる点を中心に説明する。
【００６０】
本実施形態の面位置検出装置では、図５に示すように、ウェハ１５のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側の面及び、ウェハ１５の側面に酸化膜１５ａが形成され、かつ、ウェハ１５のウェハチャック４６側の面にアルミなどの金属膜（不図示）が蒸着されている。ウェハ１５のウェハチャック４６側の面には予め酸化膜が形成されていたが、その酸化膜をエッチングなどで除去した後にウェハ１５の、露出した面に金属膜を形成する。
【００６１】
そして、ウェハ１５に形成された金属膜がウェハチャック４６に接触するようにして、ウェハ１５がウェハチャック４６によって固定されている。従って、ウェハ１５が、ウェハ１５に形成された金属膜を介してウェハチャック４６と電気的に接続される。これにより、ウェハ１５が、ウェハ１５の金属膜及び、ウェハチャック４６を介して接地され、ウェハ１５の電位が０Ｖに完全に固定される。従って、ウェハ１５が、ＸＹステージ７及びＺチルトステージ８などによる電場及び磁場の乱れの影響を受けず、電気的に安定した状態にある。
【００６２】
このような面位置検出装置では、センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれとウェハ１５との間の静電容量を基に、ウェハ１５のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂直な面に対する傾きが演算手段によって算出される。
【００６３】
上述した本実施形態の面位置検出装置では、第２の実施形態で説明したようなウェハ５の酸化膜５ａを除去しない方法と比較して、ウェハごとの電位のばらつきがなくなり、その上、センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれのセンサ電極から、ウェハ１５のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側の面までの距離を正確に測定でき、ウェハ１５の厚みむらの影響がなくなる。
【００６４】
（第４の実施の形態）
図６は、本発明の第４の実施形態の面位置検出装置について説明するための部分拡大図である。本実施形態の面位置検出装置では、第２の実施形態と比較して、ウェハの表面側に誘電体層を介して絶縁性のレジスト層が形成されていることと、演算部での算出方法とが異なっている。図６（ａ）が、面位置検出装置が備えられた露光装置の部分拡大図であり、図６（ｂ）が、図６（ａ）のＤ部の部分拡大図である。図６では、第２の実施形態と同一の構成部品に同一の符号を付してある。以下では、第２の実施形態の結像面検出装置と異なる点を中心に説明する。
【００６５】
本実施形態の面位置検出装置で用いられるウェハの表面側にはレジスト層が形成されている。ウェハにレジスト層を形成するレジストプロセスとして、２層レジストプロセスが用いられている。その２層レジストプロセスでは、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ウェハ５４のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側の表面に、誘電体層であるプロセス層５３を介して下層レジスト５２が形成され、下層レジスト５２の、プロセス層５３側と反対側の面に上層レジスト５１が形成されている。下層レジスト５２が導電性のレジストの膜であり、上層レジスト５１が絶縁性のレジスト層である。
【００６６】
図７は、本実施形態の面位置検出装置の等価回路を示す図である。図７に示される等価回路では、縮小投射レンズ４の端部に取り付けられたセンサ電極と、下層レジスト５２との間の静電容量をＣS2とし、下層レジスト５２とウェハ５４との間に挟まれるプロセス層５３の静電容量をＣPとし、また、ウェハ５４とウェハチャック４６との間の静電容量をＣC2としている。図７に示すように、静電容量ＣS2と静電容量ＣC2との間に静電容量ＣPが入るようにして、静電容量ＣS2，ＣP，ＣC2が直列に接続された状態となる。そして、直列に接続された静電容量ＣS2，ＣP，ＣC2にオッシレータ３１及び電流計３２が電気的に接続されている。
【００６７】
静電容量ＣPは、プロセス層５３を形成するプロセスごとに変化する。従って、ウェハ５４の露光を行う前に、静電容量ＣP及びＣC2の合成静電容量により決定されるオフセット値を事前に計測しておく必要がある。静電容量ＣP及びＣC2の合成静電容量は、下層レジスト５２とウェハチャック４６との間の静電容量である。
【００６８】
センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれとウェハチャック４６との間の静電容量及び、下層レジスト５２とウェハチャック４６との間の静電容量を基に、下層レジスト５２のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂直な面に対する傾きが演算手段（不図示）によって算出される。すなわち、上層レジスト５１の下層レジスト５２側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂直な面に対する傾きが算出される。
【００６９】
上述したように本実施形態の面位置検出方法では、ウェハ５４の表面にプロセス層５３を介して導電性の下層レジスト５２が形成され、導電性の下層レジスト５２と、センサ電極との間の距離を計測する。従って、下層レジスト５２とセンサ電極との間の距離が確実に計測されので、第１〜第３の実施形態の面位置検出装置で生じるような、静電センサに特有のプロセスのだまされが全くなくなる。これにより、完全なオフセットレスフォーカス検出系としての面位置検出方法を実現することができる。
【００７０】
また、上述した本実施形態の面位置検出方法では、上層レジスト５１のウェハ５４側に、導電性の膜として下層レジスト５２を形成したが、下層レジスト５２の代わりに、上層レジスト５１の、ウェハ５４側と反対側の面に導電性の膜を形成してもよい。
【００７１】
（第５の実施の形態）
図８は、本発明の第５の実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置を示す部分拡大図である。本実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置は、第３の実施形態で示したものの変形例であり、本実施形態は第３の実施形態と比較して、ウェハを接地する方法が異なっている。以下では、第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。また、図８では、第３の実施形態と同一の構成部品に同一の符号を付してある。
【００７２】
本実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置では、図８に示すように、ウェハチャック６６が、導体基板６５を介してＸＹステージ７の表面に取り付けられている。導体基板６５は接地されて導体基板６５の電位が固定されている。ウェハチャック６６としては真空チャックが用いられており、ウェハチャック６６の、導体基板６５側と反対側の面に、微少な突起が複数形成されている。
【００７３】
ウェハチャック６６に形成された複数の微少な突起のうちいくつかの突起は、導電性の材料で形成された導体部分６６ａである。その導体部分６６ａは、ウェハチャック６６のＸＹステージ７側の面へと向かってウェハチャック６６を貫通していて、ウェハチャック６６のＸＹステージ７側の面で露出している。従って、導体部分６６ａと導体基板６５とが接触して電気的に接続されている。また、ウェハチャック６６の、導体部分６６ａを除く部分の材質としては絶縁性のものが用いられている。
【００７４】
一方、ウェハ１５の、センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃと反対側の面には、第３の実施形態と同様に酸化膜が除去された後に、アルミなどの金属膜（不図示）が蒸着されている。ウェハ１５の、金属膜が形成された面がウェハチャック６６に接触するように、ウェハ１５がウェハチャック６６に固定されている。これにより、ウェハ１５に形成された金属膜が導体部分６６ａと接触して導体部分６６ａと電気的に接続される。従って、ウェハ１５が、ウェハ１５の金属膜、導体部分６６ａ及び導体基板６５を介して接地され、ウェハ１５の電位が０Ｖに固定される。
【００７５】
上述したように本実施形態の面位置検出装置では、ウェハ１５が、ウェハ１５の金属膜、導体部分６６ａ及び導体基板６５を介して接地され、ウェハ１５の電位が固定されるので、ウェハ１５が、ＸＹステージ７及びＺチルトステージ８などによる電場及び磁場の乱れの影響を受けず、ウェハ１５が電気的に安定した状態にある。従って、センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれとウェハ１５との間の静電容量を安定的に計測でき、ウェハ１５のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂直な面に対する傾きを安定的に検出することができる。
【００７６】
（第６の実施の形態）
図９は、本発明の第６の実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置を示す部分拡大図である。本実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置も、第３の実施形態で示したものの変形例であり、本実施形態は第３の実施形態と比較して、ウェハを接地する方法が異なっている。以下では、第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。また、図９では、第３の実施形態と同一の構成部品に同一の符号を付してある。
【００７７】
本実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置では、図９に示すように、ウェハチャック７６がＸＹステージ７の表面に取り付けられている。ウェハチャック７６としては真空チャックが用いられており、ウェハチャック７６の、ＸＹステージ７側と反対側の面に、微少な突起が複数形成されている。ウェハチャック７６の材質としては絶縁性のものが用いられている。このようなウェハチャック７６の、ＸＹステージ７側の面を除く面全体には、ＴｉＯ2などの導電膜７６ａが形成されていて、その導電膜７６ａが接地されている。
【００７８】
上記のようなウェハチャック７６の微少な突起に、第３及び第５の実施形態と同様に、ウェハ１５に形成された金属膜が接触するように、ウェハチャック７６にウェハ１５が固定されている。これにより、ウェハ１５がウェハ１５の金属膜を介して導電膜７６ａと電気的に接続され、ウェハ１５が、ウェハ１５の金属膜及び、導電膜７６ａを介して接地されて、ウェハ１５の電位が０Ｖに固定されている。
【００７９】
上述したように本実施形態の面位置検出装置では、ウェハ１５が、ウェハ１５の金属膜及び、導電膜７６ａを介して接地され、ウェハ１５の電位が固定されるので、第５の実施形態と同様に、ウェハ１５が、ＸＹステージ７及びＺチルトステージ８などによる電場及び磁場の乱れの影響を受けず、ウェハ１５が電気的に安定した状態にある。従って、センサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれとウェハ１５との間の静電容量を安定的に計測でき、ウェハ１５のセンサ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ側の面の、光軸ＡＸ方向の位置及び、光軸ＡＸに垂直な面に対する傾きを安定的に検出することができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、以下のような効果がある。
【００８１】
請求項１及び４の発明は、ウェハが複数の検出用電極と、導電性部材との間に配置され、かつ、導電性部材の電位が固定されていることにより、導電性部材及びウェハが電場及び磁場の乱れの影響を受けず、導電性部材及びウェハが電気的に安定した状態にあるので、複数の検出用電極のそれぞれとウェハとの間の静電容量を安定的に計測することができる。従って、複数の検出用電極のそれぞれとウェハとの間の静電容量及び、既知の、ウェハと導電性部材との間の静電容量を基に、ウェハの検出用電極側の面の、投影光学手段の光軸方向の位置及び、投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを安定的に検出することができる。これにより、電場及び磁場の乱れの影響を受けることが抑えられた、高精度な面位置検出装置が得られるという効果がある。
【００８２】
請求項２及び９の発明は、酸化膜で覆われたウェハと、電位が固定された導電性部材とが、ウェハの導電性部材側の面に形成された金属膜を介して電気的に接続されてウェハの電位が固定されるので、ウェハが電場及び磁場の乱れの影響を受けず、ウェハが電気的に安定した状態にあることにより、複数の検出用電極のそれぞれとウェハとの間の静電容量を安定的に計測することができる。従って、複数の検出用電極のそれぞれとウェハとの間の静電容量を基に、ウェハの検出用電極側の面の、投影光学手段の光軸方向の位置及び、投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを安定的に検出することができる。これにより、電場及び磁場の乱れの影響を受けることが抑えられた、高精度な面位置検出方法及び面位置検出装置が得られるという効果がある。
【００８３】
請求項３及び１４の発明は、表面側に誘電体層を介して絶縁性のレジスト層が形成されたウェハを用いる場合、誘電体層とレジスト層との間、または、レジスト層の、ウェハ側と反対側の面に導電性の膜を形成することにより、ウェハの表面側に配置された検出用電極と、ウェハの裏面側に配置された導電性部材との間の静電容量から、検出用電極と、ウェハの導電性の膜との間の距離を正確に計測することができるという効果がある。これにより、ウェハのレジスト層の一面または他面の、前記投影光学手段の光軸方向の位置及び、前記投影光学手段の光軸に垂直な面に対する傾きを安定的に、しかも正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の面位置検出装置が備えられた露光装置を示す概略図である。
【図２】図１に示される露光装置の部分拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の面位置検出装置の等価回路を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の面位置検出装置について説明するための部分拡大図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の面位置検出装置について説明するための部分拡大図である。
【図６】本発明の第４の実施形態の面位置検出装置について説明するための図である。
【図７】第４の実施形態の面位置検出装置の等価回路を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態の面位置検出装置について説明するための部分拡大図である。
【図９】本発明の第６の実施形態の面位置検出装置について説明するための部分拡大図である。
【図１０】従来の技術による面位置検出装置を示す概略構成図である。
【図１１】静電容量センサの検出原理について説明するための図である。
【符号の説明】
１    レチクル
２    レチクルスキャンステージ
３    照明装置
４    縮小投射レンズ
５、１５、５４    ウェハ
５ａ、１５ａ    酸化膜
６、４６、６６、７６    ウェハチャック
７    ＸＹステージ
８    Ｚチルトステージ
２０ａ、２０ａ’、２０ｂ、２０ｃ    センサ電極
２１    センサ固定用治具
２２    制御回路
２３    検出信号
２４    制御信号
２５、６５    導体基板
３１    オッシレータ
３２    電流計
５１    上層レジスト
５２    下層レジスト
５３    プロセス層
６６ａ    導体部分
７６ａ    導電膜
ＡＸ    光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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