JPH035652B2

JPH035652B2 -

Info

Publication number: JPH035652B2
Application number: JP56203050A
Authority: JP
Inventors: Junji Hazama
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1981-12-16
Filing date: 1981-12-16
Publication date: 1991-01-28
Also published as: JPS58103136A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、マスク基板のパターンをウエハ等の
被転写基板に転写する際、マスク基板、あるいは
被転写基板の微小な傾きを調整する傾き設定装置
に関し、特にマスクとウエハとの双方の面を近接
した状態においてマスクのパターンをウエハ上に
転写するいわゆるプロキシミテイ露光装置に好適
な傾き設定装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an inclination setting device for adjusting minute inclinations of a mask substrate or a transfer target substrate when transferring a pattern on a mask substrate to a transfer target substrate such as a wafer. The present invention relates to a tilt setting device suitable for a so-called proximity exposure apparatus that transfers a mask pattern onto a wafer with both surfaces of the mask in close proximity to each other.

従来、プロキシミテイ露光装置において、パタ
ーンを有するマスクと感光剤の塗布されたウエハ
との間に数μｍ〜数十μｍ程度の僅かなギヤツプ
を設ける方法として、所定のギヤツプに相当する
段差を有する基準面工具にウエハを押し付けた
後、その工具を取り除いて、機械的にギヤツプを
設定する方法と、第１図のようにギヤツプセンサ
ーを用いてウエハ上の各点まで距離を測定してギ
ヤツプを設定する方法とが公知である。前者は転
写毎にマスクをはずして工具をセツトしなければ
ならないから手数がかかり、そのうえ、転写毎に
工具がウエハに接触するので、そのウエハ面が傷
つきやすい欠点がある。この欠点を解決するもの
として第１図ＡおよびＢのような後者の方法が知
られている。 Conventionally, in a proximity exposure apparatus, as a method of creating a slight gap of several μm to several tens of μm between a mask having a pattern and a wafer coated with a photosensitive agent, a standard having a step corresponding to a predetermined gap is used. One method is to press the wafer against a surface tool, then remove the tool, and set the gap mechanically.The other method is to set the gap by measuring the distance to each point on the wafer using a gap sensor as shown in Figure 1. methods are known. The former method is time-consuming because it is necessary to remove the mask and set the tool for each transfer, and has the disadvantage that the wafer surface is easily damaged because the tool comes into contact with the wafer for each transfer. The latter method as shown in FIGS. 1A and 1B is known as a solution to this drawback.

従来技術の第１図Ａにおいて、ウエハ１は、３
個のねじ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ（ただし２Ｃは不図示）
で支持されたウエハチヤツク３に真空吸着にて保
持され、ウエハチヤツク３の高さおよび面の傾き
は、ねじ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに接続された３個のモ
ーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ（ただし４Ｃは不図示）
にて調整される。また、支持台５とウエハチヤツ
ク３とは、引張ばね６によつて結合されている。
一方、マスク７も、マスクテーブル８に真空吸着
で固定されたマスクホルダー９によつて真空吸着
にて固定され、そのマスク７を囲むように３個の
ギヤツプセンサー１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ（１０
Ｃは不図示）がマスクホルダー９に設けられ、こ
のギヤツプセンサー１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによ
つてマスクとウエハとのギヤツプを測定し得るよ
うに構成されている。従つて、この装置におい
て、ウエハとマスクを接触させることなく、３個
のギヤツプセンサーの値を見ながら３個のモータ
ー４Ａ，４Ｂ，４Ｃを制御することにより、ギヤ
ツプを正確に調整することができる。しかし乍、
この装置では、マスクの外側にギヤツプセンサー
が配置されているので、転写すべきウエハ面を直
接計測できない。最近の傾向としてウエハは、ま
すます大口径化され、さらに種々のプロセスを経
ることによりウエハ表面は複雑な弯曲を呈してい
る。このような問題の有るウエハに対して第１図
Ａの装置で転写すると、平面度の差により部分的
にギヤツプに差を生じるため、ウエハ全面につい
てはギヤツプが所定の値に設定されないことにな
る。従つてウエハ全面にわたつて均一な転写がで
きず、さらに、ギヤツプ値が小さい場合には部分
的にウエハとマスクが接触してしまう恐れがあ
る。 In FIG. 1A of the prior art, the wafer 1 is
screws 2A, 2B, 2C (however, 2C is not shown)
The height and surface inclination of the wafer chuck 3 are controlled by three motors 4A, 4B, 4C (however, 4C is not shown) connected to screws 2A, 2B, and 2C. )
Adjusted by. Further, the support stand 5 and the wafer chuck 3 are connected by a tension spring 6.
On the other hand, the mask 7 is also fixed by vacuum suction by a mask holder 9 which is fixed to the mask table 8 by vacuum suction, and three gap sensors 10A, 10B, 10C (10
C (not shown) is provided on the mask holder 9, and the gap between the mask and the wafer can be measured by the gap sensors 10A, 10B, and 10C. Therefore, in this apparatus, the gap can be adjusted accurately by controlling the three motors 4A, 4B, and 4C while checking the values of the three gap sensors without bringing the wafer and mask into contact. However,
In this device, the gap sensor is placed outside the mask, so it is not possible to directly measure the surface of the wafer to be transferred. As a recent trend, wafers are becoming increasingly larger in diameter, and as a result of undergoing various processes, the wafer surface has a complex curvature. If a wafer with such a problem is transferred using the apparatus shown in Figure 1A, there will be a difference in the gap locally due to the difference in flatness, so the gap will not be set to the predetermined value for the entire surface of the wafer. . Therefore, uniform transfer cannot be performed over the entire surface of the wafer, and furthermore, if the gap value is small, there is a possibility that the wafer and the mask may come into contact with each other partially.

上記第１図Ａの従来技術の決定を解決するため
に、ウエハの面が希望する平面度内にあるよう
に、大口径のウエハの面を小領域にわけ、各領域
毎に転写を繰り返す（所謂ステツプアンドリピー
ト法）ようにするために、その小領域内をギヤツ
プセンサーで予め直接高さを測定し、その値を計
算機に記憶し、この記憶された高さに基づいて小
領域内のギヤツプを設定しようという試みが公開
された。この第３の方法は、第１図Ｂに示すよう
に、ウエハ２１を、XYステージ２２、Ｚステー
ジ２３上に組まれたウエハホルダー２４上に真空
吸着によつて固定し、マスク２５が真空吸着され
ているマスクホルダー２６を保持するマスクテー
ブル２７に設けられた１個のギヤツプセンサー２
８にてウエハ面を走査し、ウエハ２１上の各点の
座標（ｘ、ｙ）に対するウエハの高さ（Ｚ）を測
定し、その値を計算機２９に記憶させ、次に、
XYステージ２２をマスク２５の下に移動して、
計算機２９に記憶されたウエハ２１上の各点の座
標に対するウエハの高さの値に応じて、Ｚステー
ジ２３を制御して、マスク２５とウエハ２１の転
写領域とのギヤツプが常に一定になるようにする
ものである。しかし乍この第３の方法は、転写領
域内の１個所の高さ測定値に対してギヤツプ設定
を行なうものであつて、面の傾斜に考慮が払われ
ていないため、狭い転写領域であつても、その中
を均等なギヤツプにするには不充分である。 In order to solve the decision made in the prior art shown in FIG. In order to do this (the so-called step-and-repeat method), the height within the small area is directly measured in advance with a gap sensor, that value is stored in the computer, and the gap within the small area is calculated based on this memorized height. An attempt to set it up has been made public. In this third method, as shown in FIG. 1B, a wafer 21 is fixed by vacuum suction onto a wafer holder 24 assembled on an XY stage 22 and a Z stage 23, and a mask 25 is vacuum suctioned. One gap sensor 2 is installed on a mask table 27 that holds a mask holder 26.
8 scans the wafer surface, measures the height (Z) of the wafer with respect to the coordinates (x, y) of each point on the wafer 21, stores the value in the computer 29, and then
Move the XY stage 22 under the mask 25,
The Z stage 23 is controlled according to the wafer height value for the coordinates of each point on the wafer 21 stored in the computer 29 so that the gap between the mask 25 and the transfer area of the wafer 21 is always constant. It is something to do. However, this third method sets a gap for the height measurement value at one location within the transfer area, and does not take into account the slope of the surface, so it may be difficult to set the gap in a narrow transfer area. However, it is insufficient to create an even gap within it.

前述の第１図Ａ及びＢに示されたギヤツプセン
サーを用いる方法は、いずれもマスクが理想的な
平行平面であることを前提としている。しかし、
軟Ｘ線を使用する露光装置の場合には、マスクと
して軟Ｘ線（波長１〜50Å程度）に対する透過率
が小さいガラス材（酸化シリコンSiO₂）が使用
できず、ウエハと同材質（シリコンSi）やホリイ
ミドの薄膜等が使用される。そのため、ウエハと
同様にマスクの厚さがマスク全面にわたつて均一
では無く、いわゆる楔形を呈していたり、弯曲し
たりする。それ故、このようなマスクに対して
は、ウエハとマスクとの間のギヤツプを、ウエハ
全面にわたつて所定の値内に保つことはさらに困
難である。 The methods using the gap sensor shown in FIGS. 1A and 1B described above are all based on the premise that the mask is an ideal parallel plane. but,
In the case of exposure equipment that uses soft X-rays, glass materials (silicon oxide SiO ₂ ) that have low transmittance to soft X-rays (wavelengths of about 1 to 50 Å) cannot be used as masks; ) and polyimide thin films are used. Therefore, like a wafer, the thickness of the mask is not uniform over the entire surface of the mask, and may be wedge-shaped or curved. Therefore, for such masks, it is more difficult to maintain the gap between the wafer and the mask within a predetermined value over the entire wafer.

本発明は、上記従来技術の欠点を解決し、ウエ
ハとマスクのいずれか一方または双方のテーパー
や弯曲を高精度に検出し、ウエハ全面に対して高
い精度のギヤツプ制御等を可能とする基板の傾き
設定装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the prior art, detects the taper or curvature of either or both of the wafer and the mask with high precision, and enables highly accurate gap control over the entire surface of the wafer. An object of the present invention is to provide a tilt setting device.

以下、添付の図面に示された実施例に基づいて
本発明を詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

第２図は本発明の実施例であつて、マスク５１
を真空吸着によつて保持するマスクホルダー５２
は、３個の調節ねじ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ（た
だし５３Ｃは不図示）と３個の引張ばね５４Ａ，
５４Ｂ，５４Ｃ（ただし５４Ｃは不図示）とによ
つて、マスクステージ５５に上方から支持されて
いる。また、このマスクホルダー５２の高さおよ
び面の傾きは、３個の調節ねじ５３Ａ，５３Ｂ，
５３Ｃにそれぞれ接続された３個のモーター５６
Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ（ただし５６Ｃは不図示）に
よつて、コンピユーター５８の指令により、イン
ターフエース５７を介して調整されるように構成
されている。マスクステージ５５には本発明の測
定手段に対応した第１ギヤツプセンサー５９が固
定されており、ウエハ６０と第１ギヤツプセンサ
ー５９との間隔gwがこのギヤツプセンサー５９
によつて測定され、その測定値はインターフエー
ス５７を介してコンピユーター５８に入力され
る。なおこの調節ねじ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ、
モーター５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ等により調節装
置（本発明の基板駆動手段に対応する）が構成さ
れる。 FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, in which a mask 51
mask holder 52 that holds the mask by vacuum suction.
are three adjustment screws 53A, 53B, 53C (however, 53C is not shown) and three tension springs 54A,
54B and 54C (however, 54C is not shown), it is supported by the mask stage 55 from above. Further, the height and the slope of the mask holder 52 are adjusted using three adjustment screws 53A, 53B,
Three motors 56 each connected to 53C
A, 56B, and 56C (56C is not shown) are configured to be adjusted via an interface 57 in accordance with instructions from a computer 58. A first gap sensor 59 corresponding to the measuring means of the present invention is fixed to the mask stage 55, and the distance GW between the wafer 60 and the first gap sensor 59 is determined by the gap sensor 59.
The measured values are input to the computer 58 via the interface 57. Note that these adjustment screws 53A, 53B, 53C,
The motors 56A, 56B, 56C, etc. constitute an adjusting device (corresponding to the substrate driving means of the present invention).

一方、ウエハ６０を保持するウエハホルダー６
１は、３個の調節ねじ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ
（ただし６２Ｃは不図示）と引張ばね６３によつ
て保持されており、このウエハホルダー６１の高
さおよび傾斜は、３個の調節ねじ６２Ａ，６２
Ｂ，６２Ｃにそれぞれ接続された３個のモーター
６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ（ただし、６４Ｃは不図
示）によつて、コンピユーター５８の指令に応じ
てインターフエース５７を介して調整されるよう
に構成されている。この３個の調節ねじ６２Ａ，
６２Ｂ，６２Ｃを介してウエハホルダー６１を支
持するXYステージ６５はまた、ベヤリング６６
を介して基準面としてのベース６７上に載置され
ており、コンピユーター５８の指令により、イン
ターフエース５７を介してXY方向の任意の位置
に移動し得るように構成されている。また、この
XYステージ６５には本発明の測定手段に対応し
た第２ギヤツプセンサー６８が固設されており、
マスク５１と第２ギヤツプセンサー６８との間隔
g^Mを測定し、その測定値はインターフエース５
７を介してコンピユーター５８に入力されるよう
に構成されている。なお、マスクステージ５５と
ベース６７とは機械的に一体に構成されている。
尚、ウエハ６０に関しては、調整ねじ６２、モー
ター６４及びXYステージ６５が本発明の基板駆
動手段に対応している。 On the other hand, the wafer holder 6 that holds the wafer 60
1 is three adjustment screws 62A, 62B, 62C
(However, 62C is not shown) and is held by a tension spring 63, and the height and inclination of this wafer holder 61 are controlled by three adjusting screws 62A, 62.
It is configured to be adjusted via an interface 57 according to commands from a computer 58 by three motors 64A, 64B, and 64C (however, 64C is not shown) connected to motors B and 62C, respectively. There is. These three adjusting screws 62A,
The XY stage 65 that supports the wafer holder 61 via 62B and 62C also has a bearing 66.
It is placed on a base 67 as a reference plane via an interface 57, and is configured to be able to move to any position in the X and Y directions via an interface 57 according to a command from a computer 58. Also, this
A second gap sensor 68 compatible with the measuring means of the present invention is fixedly installed on the XY stage 65.
Distance between mask 51 and second gap sensor 68
g ^M , and the measured value is interface 5
The data is configured to be input to the computer 58 via 7. Note that the mask stage 55 and the base 67 are mechanically integrated.
Regarding the wafer 60, the adjusting screw 62, motor 64, and XY stage 65 correspond to the substrate driving means of the present invention.

次に、上記実施例の動作について、さらに第３
図ないし第５図を参照しつつ説明する。なお、第
３図は、後で詳細に説明するコンピユーター５８
による処理や各種演算を、それらの機能に基づい
てブロツク化して表わしたものである。本来、コ
ンピユーターによる処理、演算の手続は、プログ
ラム、あるいはフローチヤートで表わされるべき
であるが、本発明の実施例をよりわかり易く説明
するために、ギヤツプセンサー５９，６８、調整
モーター６４，６５およびインターフエース５７
を含めてブロツク図にして表わしてある。 Next, we will further discuss the operation of the above embodiment in the third section.
This will be explained with reference to the drawings to FIG. Note that FIG. 3 shows a computer 58, which will be explained in detail later.
Processing and various calculations are expressed as blocks based on their functions. Originally, processing and calculation procedures by a computer should be expressed as a program or a flowchart, but in order to explain the embodiment of the present invention more clearly, gap sensors 59, 68, adjustment motors 64, 65, and interface 57
It is shown in a block diagram including.

まず、マスクホルダー５１の高さおよび面傾斜
を調整する３個の調節ねじ５３Ａ，５３Ｂ，５３
Ｃを一定位置に回転し、マスクホルダー５２の高
さを固定し、その下面にマスク５１を真空吸着に
よつて保持させる。次に、XYステージ６５を移
動してマスク５１を第２ギヤツプセンサー６８に
よつて走査し、マスク５１上のその中心に対する
各点の座標（ｘ、ｙ）に応じたマスク５１の高さ
（Ｚ）を測定し、そ値をコンピユーター５８の記
憶部１０１に記憶する。さらに詳しく述べるなら
ば、あらかじめマスク５１上の３つ以上の点の座
標値（ｘ、ｙ）を記憶部１０１は記憶しており、
コンピユーター５８はその座標値（ｘ、ｙ）に従
つて、順次XYステージ６５を移動させ、第２ギ
ヤツプセンサー６８によつてその座標における間
隔g^Mを測定する。この測定された間隔g^Mに、基
準平面としてのベース６７から第２ギヤツプセン
サー６８の先端までの高さ（一定値）を加えた値
を、その座標値（ｘ、ｙ）に対するマスク５１の
ウエハ６０と対向するパターン面（以下、「対向
面」又は「パターン面」と称する。）の高さ（Ｚ）
とする。もちろん、高さ（Ｚ）は単に間隔g^Mの
値としてもよい。この動作により、記憶部１０１
には、マスク５１の対向面上の複数点がそれぞれ
３次元の座標値（ｘ、ｙ、ｚ）として記憶され
る。また一方、ウエハホルダー６１の高さおよび
面傾斜を調整する３個の調節ねじ６２Ａ，６２
Ｂ，６２Ｃを一定位置に回転し、ウエハホルダー
６１の高さを固定し、次にXYステージ６５を移
動してウエハ６０を第１ギヤツプセンサー５９の
下で走査し、ウエハ６０の中心に対する各点の座
標（x′、y′）に応じて、ウエハの高さ（Z′）を測
定してその値をコンピユーター５８の記憶部２０
１に記憶する。この記憶部２０１についても、基
本的には前述の記憶部１０１の動作と同じであ
る。すなわち、記憶部２０１にはあらかじめウエ
ハ６０上の３つ以上の座標値（x′、y′）が記憶さ
れている。そして、コンピユーター５８は、この
座標値（x′、y′）に従つて、XYステージ６５を
移動させ、第１ギヤツプセンサー５９によつて、
その座標における間隔gwを測定する。そこで、
座標値（x′、y′）に対するウエハ６０の転写面の
高さ（Z′）は、基準平面としてのベース６７から
第１ギヤツプセンサー５９の先端までの高さ（一
定値）から、測定された間隔gwを減じた値とす
る。もちろん、高さ（Z′）は単に間隔gwの値と
してもよい。この動作により記憶部２０１には、
ウエハ６０の転写面の複数点が、それぞれ３次元
の座標値（x′、y′、z′）として記憶される。ただ
し、マスク５１のパターンをウエハ６０全面に一
括露光する場合と、ウエハ６０の小領域毎に露光
をくり返す場合とでは、記憶部２０１に記憶され
る座標値（x′、y′、z′）の数や、記憶するタイミ
ング等が異なることもある。このことについて
は、後で詳しく述べる。 First, three adjustment screws 53A, 53B, 53 for adjusting the height and surface inclination of the mask holder 51.
C is rotated to a certain position, the height of the mask holder 52 is fixed, and the mask 51 is held on the lower surface of the mask holder 52 by vacuum suction. Next, the XY stage 65 is moved and the mask 51 is scanned by the second gap sensor 68, and the height (Z) of the mask 51 is determined according to the coordinates (x, y) of each point with respect to the center on the mask 51. is measured and the value is stored in the storage unit 101 of the computer 58. To explain in more detail, the storage unit 101 stores in advance the coordinate values (x, y) of three or more points on the mask 51,
The computer 58 sequentially moves the XY stage 65 according to the coordinate values (x, y), and the second gap sensor 68 measures the interval g ^M at the coordinates. The value obtained by adding the height (constant value) from the base 67 as a reference plane to the tip of the second gap sensor 68 to the measured distance g ^M is calculated as Height (Z) of the pattern surface facing the (hereinafter referred to as "opposing surface" or "pattern surface")
shall be. Of course, the height (Z) may simply be the value of the interval g ^M. With this operation, the storage unit 101
, a plurality of points on the opposing surfaces of the mask 51 are each stored as three-dimensional coordinate values (x, y, z). On the other hand, three adjustment screws 62A, 62 for adjusting the height and surface inclination of the wafer holder 61 are provided.
B and 62C are rotated to a certain position to fix the height of the wafer holder 61, and then the XY stage 65 is moved to scan the wafer 60 under the first gap sensor 59, and each point relative to the center of the wafer 60 is The height (Z') of the wafer is measured according to the coordinates (x', y') and the value is stored in the storage unit 20 of the computer 58.
Store in 1. The operation of this storage unit 201 is basically the same as that of the storage unit 101 described above. That is, three or more coordinate values (x', y') on the wafer 60 are stored in advance in the storage unit 201. Then, the computer 58 moves the XY stage 65 according to the coordinate values (x', y'), and the first gap sensor 59 moves the XY stage 65 to
Measure the interval gw at that coordinate. Therefore,
The height (Z') of the transfer surface of the wafer 60 with respect to the coordinate values (x', y') is measured from the height (constant value) from the base 67 as a reference plane to the tip of the first gap sensor 59. It is the value obtained by subtracting the interval gw. Of course, the height (Z') may simply be the value of the interval gw. This operation causes the storage unit 201 to have
A plurality of points on the transfer surface of the wafer 60 are each stored as three-dimensional coordinate values (x', y', z'). However, the coordinate values (x', y', z' ), the timing of memorization, etc. may be different. I will discuss this in detail later.

次に、コンピユーター５８は、記憶部１０１に
記憶された複数の座標値（ｘ、ｙ、ｚ）に基づい
て、マスク５１の対向面に最も近い平面の式を算
出する。この計算方法は次のようにして行われ
る。そのマスク５１の対向面に最も近い平面、い
わゆる近似平面の式を今仮りにＺ＝ax＋by＋ｃ ……(1) とおく。 Next, the computer 58 calculates the equation of the plane closest to the opposing surface of the mask 51 based on the plurality of coordinate values (x, y, z) stored in the storage unit 101. This calculation method is performed as follows. The equation of the plane closest to the opposing surface of the mask 51, the so-called approximate plane, is now temporarily set as Z=ax+by+c (1).

また前記高さ（Ｚ）の測定値に対しては、各測
定位置の座標を（x₁、y₂）、（x₂、y₂）、（x₃、y₃）
……（xn、yn）とし、高さ（Ｚ）の測定データ
ーとしてそれぞれZ₁、Z₂、Z₃……Znを対応ずけ
るものとする。この時ｎの値は、(1)式の係数ａ、
ｂ、ｃを決定するためには少なくとも３点を必要
とするが、ｎの値が多ければそれだけ精度は上昇
する。上記の条件により(1)式のａ、ｂ、ｃを決定
する手段として最小２乗法を用いるものとすれ
ば、下記の３式の連立方程式を解けばよい。 Furthermore, for the measured value of height (Z), the coordinates of each measurement position are (x ₁ , y ₂ ), (x ₂ , y ₂ ), (x ₃ , y ₃ ).
...(xn, yn), and Z ₁ , Z ₂ , Z ₃ . . . Zn are associated with each other as measurement data of height (Z). At this time, the value of n is the coefficient a of equation (1),
At least three points are required to determine b and c, but the greater the value of n, the higher the accuracy. If the method of least squares is used as a means for determining a, b, and c in equation (1) under the above conditions, it is sufficient to solve the following three simultaneous equations.

∂／∂a_o 〓ⁱ⁼¹ （Ｚ−Zi）²＝２_o 〓ⁱ⁼¹ （axi＋byi＋ｃ−Zi）xi＝０ ……(2) ∂／∂a_o 〓ⁱ⁼¹ （Ｚ−Zi）²＝２_o 〓ⁱ⁼¹ （axi＋byi＋ｃ−Zi）yi＝０ ……(3) ∂／∂a_o 〓ⁱ⁼¹ （Ｚ−Zi）²＝２_o 〓ⁱ⁼¹ （axi＋byi＋ｃ−Zi）＝０ ……(4) 上記の連立方程式よりａ、ｂ、ｃの係数が計算
できるので、その値からマスク５１の対向面（パ
ターン面）の近似平面の式が決定される。これは
コンピユーター５８の係数演算部１０２により記
憶部１０１に記憶された複数の座標値（xn、yn）
と高さ（Zn）に基づいて計算される。∂／∂a _o 〓 ⁱ⁼¹ (Z−Zi) ² =2 _o 〓 ⁱ⁼¹ (axi+byi+c−Zi)xi=0 ……(2) ∂／∂a _o 〓 ⁱ⁼¹ (Z−Zi) ² =2 _o 〓 ⁱ⁼¹ (axi+byi+c-Zi)yi=0 ...(3) ∂／∂a _o 〓 ⁱ⁼¹ (Z-Zi) ² =2 _o 〓 ⁱ⁼¹ (axi+byi+c-Zi)=0 ... (4) Since the coefficients a, b, and c can be calculated from the above simultaneous equations, the equation of the approximate plane of the opposing surface (pattern surface) of the mask 51 is determined from the values. This is a plurality of coordinate values (xn, yn) stored in the storage unit 101 by the coefficient calculation unit 102 of the computer 58.
and height (Zn).

次にマスク５１の対向面の高さおよび面傾斜を
調整する調節ねじ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃのマス
ク中心に対する座標（具体的には、調節ねじ５３
とマスクホルダー５２との当接位置）を、第４図
に示すように（x_1D、y_1D、z_1D）、（x_2D、y_2D、z_2D）、
（x_3D、y_3D、z_3D）とし、近似的にマスクの対向面
の延長上に当接位置すなわち駆動点が存在するも
のとすれば、次の３式の関係が成立する。 Next, the coordinates of the adjustment screws 53A, 53B, and 53C for adjusting the height and surface inclination of the opposing surface of the mask 51 relative to the mask center (specifically, the adjustment screw 53
and _the _contact position between _the mask holder 52 and _the _mask holder ₅₂ ), as shown in FIG.
(x _3D , y _3D , z _3D ), and assuming that the abutting position, that is, the driving point exists approximately on the extension of the opposing surface of the mask, the following three equations are established.

Z_1D＝ax_1D＋by_1D＋ｃ ……(5) Z_2D＝ax_2D＋by_2D＋ｃ ……(6) Z_3D＝ax_3D＋by_3D＋ｃ ……(7) ただし、この近似式を適用するには、マスクの
半径に対して駆動点のマスク中心からの距離が十
分大きい方がよく、またマスクホルダー５２が薄
い方がより正確である。なお、座標（x_1D、y_1D）、
（x_2D、y_2D）、（x_3D、y_3D）は機械的にあらかじめ決
められた定数であり、コンピユーター５８の記憶
部１０４に記憶されている。ここで、３個の調節
ねじ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを回転させて、各駆
動点をそれぞれＺ方向にΔD_1D、ΔD_2D、ΔD_3Dだけ
移動したものとすると、別の平面になるため、そ
の時の平面式の係数を前式の係数ａ、ｂ、ｃに対
応してa′、b′、c′とすると、 Z_1D＋ΔD_1D＝a′x_1D＋b′y_1D＋c′……(8) Z_2D＋ΔD_2D＝a′x_2D＋b′y_2D＋c′……(9) Z_3D＋ΔZ_3D＝a′x_3D＋b′y_3D＋c′ ……(10) となる。この時、もしマスク５１の対向面をXY
平面すなわちステージ６５の移動面（基準平面と
してのベース６７と平行）に平行にし且つマスク
５１の中心の高さを移動する前と変らないように
するためには、 a′＝b′＝０ ……(11) c′＝ｃ ……(12) である必要がある。それ故、前記(8)、(9)、(10)式は
次のようになる。 Z _1D = ax _1D + by _1D + c ... (5) Z _2D = ax _2D + by _2D + c ... (6) Z _3D = ax _3D + by _3D + c ... (7) However, to apply this approximate formula, It is better that the distance of the driving point from the center of the mask is sufficiently larger than the radius of the mask, and it is more accurate that the mask holder 52 is thinner. In addition, the coordinates (x _1D , y _1D ),
(x _2D , y _2D ) and (x _3D , y _3D ) are mechanically predetermined constants and are stored in the storage unit 104 of the computer 58. Here, if we rotate the three adjusting screws 53A, 53B, and 53C and move each driving point by ΔD _1D , ΔD _2D , and ΔD _3D in the Z direction, it will become a different plane, so the current Letting the coefficients of the plane equation be a', b', and c' corresponding to the coefficients a, b, and c in the previous equation, Z _1D + ΔD _1D = a'x _1D + b'y _1D + c'...(8) Z _2D +ΔD _2D = a′x _2D +b′y _2D +c′……(9) Z _3D +ΔZ _3D = a′x _3D +b′y _3D +c′……(10). At this time, if the opposite surface of the mask 51 is
In order to make the plane parallel to the plane of movement of the stage 65 (parallel to the base 67 as a reference plane) and to keep the height of the center of the mask 51 unchanged from before the movement, a'=b'=0... …(11) It is necessary that c′=c …(12). Therefore, the above equations (8), (9), and (10) become as follows.

D_1D＋ΔD_1D＝ｃ ……（13） D_2D＋ΔD_2D＝ｃ ……（14） D_3D＋ΔD_3D＝ｃ ……（15）ところが、前述の計算よりａ、ｂ、ｃの値は既
知であり、駆動点xy座標（x_1D、y_1D）、（x_2D、
y_2D）、（x_3D、y_3D）は機械的に設定されて既知で
あるから、(1)式に基づく(5)、(6)、(7)式に代入する
ことによつて、Z_1D、D_2D、D_3Dは、コンピユータ
５８の駆動点演算部１０５によつて計算して求め
られる。従つて、（13）、（14）、（15）式を計算す
る駆動量演算部１０３によつて、ΔZ_1D、ΔD_2D、
ΔD_3Dが計算される。 D _1D + ΔD _1D = c ……(13) D _2D + ΔD _2D = c ……(14) D _3D + ΔD _3D = c ……(15) However, from the above calculation, the values of a, b, and c are already known. , driving point xy coordinates (x _1D , y _1D ), (x _2D ,
Since y _2D ) and (x _3D , y _3D ) are mechanically set and known, Z _1D , D _2D , and D _3D are calculated and obtained by the driving point calculation unit 105 of the computer 58. Therefore, the drive amount calculation unit 103 that calculates equations (13), (14), and (15) calculates ΔZ _1D , ΔD _2D ,
ΔD _3D is calculated.

以上の計算をコンピユーター５８で行い、
ΔZ_1D、ΔZ_2D、ΔZ_3Dに相当する量を、マスク５１
の対向面（パターン面）の高さおよび面傾斜を調
整するためのモーター５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃに
指令して駆動することにより、マスク５１の近似
平面は、XYステージ６５の移動面すなわちXY
平面に平行になり、第２ギヤツプセンサー６８に
対して、ギヤツプ値Ｃが保たれることになる。こ
のように、マスク５１の対向面の近似平面をXY
平面（基準平面）と平行にする動作は、ウエハへ
の露光前に一度行えばよい。 The above calculations are performed on the computer 58,
Amounts corresponding to ΔZ _1D , ΔZ _2D , and ΔZ _3D are
By commanding and driving the motors 56A, 56B, and 56C for adjusting the height and surface inclination of the opposing surface (pattern surface), the approximate plane of the mask 51 is set to
It becomes parallel to the plane, and the gap value C is maintained for the second gap sensor 68. In this way, the approximate plane of the opposing surface of the mask 51 is
The operation of making it parallel to the plane (reference plane) only needs to be performed once before exposing the wafer.

次に、ウエハ６０にマスク５１のパターンをく
り返し露光していく場合（所謂ステツプアンドリ
ピート法）について説明する。この場合、前述し
た記憶部２０１は、各露光領域毎に少なくとも３
点の座標値（x′、y′、z′）を記憶する。そして、
各露光領域毎にウエハ６０の転写面（局所的な表
面領域）の近似平面を求めて、マスク５１の近似
平面と平行にする。以上のようにしてマスク５１
の調整が完了したならば、次にXYステージ６５
をマスク５１の下に移動して、ウエハ６０面上に
塗布された感光材にマスク５１のパターンをくり
返し転写して行くが、その際、ウエハ面上を第１
ギヤツプセンサー５９によつて走査して得られ、
既にコンピユーター５８に記憶されているウエハ
面の高さデーターにより、以下の計算を各露光領
域毎に行う。この場合、第５図に示すように、ウ
エハ６０上の第１の露光領域６９に対して、記憶
部２０１に記憶されたこの露光領域内のウエハ６
０の転写面上のデーターを使用して計算を行う。
この第１の露光領域６９に含まれる各測定点の座
標をウエハ中心にして（x₁′、y₁′）、（x₂′、y₂′）
…
…（xm′、ym′）とし、その測定点に対するそれ
ぞれの高さをZ₁′、Z₂′……Zm′とする。ただし、
ｍは３以上の整数値である必要がある。ここで第
１の露光領域６９に対する近似平面の式を Z′＝Ax′＋By′＋Ｄ ……（16）とすると、マスク５１の場合と同様に最小２乗法
を使用して、下記の３式の連立方程式を解く。 Next, a case where the pattern of the mask 51 is repeatedly exposed onto the wafer 60 (so-called step-and-repeat method) will be described. In this case, the storage unit 201 described above stores at least three images for each exposure area.
Store the coordinate values (x', y', z') of the point. and,
An approximate plane of the transfer surface (local surface area) of the wafer 60 is determined for each exposure area, and is made parallel to the approximate plane of the mask 51. As described above, the mask 51
Once the adjustment is completed, next the XY stage 65
is moved under the mask 51 and the pattern of the mask 51 is repeatedly transferred onto the photosensitive material coated on the wafer surface.
obtained by scanning with a gap sensor 59,
Using the wafer surface height data already stored in the computer 58, the following calculations are performed for each exposure area. In this case, as shown in FIG.
Calculation is performed using data on the transfer surface of 0.
The coordinates of each measurement point included in this first exposure area 69 are centered on the wafer (x ₁ ′, y ₁ ′), (x ₂ ′, y ₂ ′)
…
...(xm′, ym′), and the respective heights relative to the measurement points are Z ₁ ′, Z ₂ ′...Zm′. however,
m must be an integer value of 3 or more. Here, if the equation of the approximate plane for the first exposure area 69 is Z'=Ax'+By'+D...(16), then using the least squares method as in the case of the mask 51, the following three equations can be calculated. Solve simultaneous equations.

∂／∂A_o 〓ⁱ⁼¹ （Z′−Z′i）²＝２_o 〓ⁱ⁼¹ （Ax′i＋By′i＋Ｄ−Z′i）x′i＝０ ……（17） ∂／∂B_o 〓ⁱ⁼¹ （Z′−Z′i）²＝２_o 〓ⁱ⁼¹ （Ax′i＋By′i＋Ｄ−Z′i）X′i＝０ ……（18） ∂／∂D_o 〓ⁱ⁼¹ （Z′−Z′i）²＝２_o 〓ⁱ⁼¹ （Ax′i＋By′i＋Ｄ−Z′i）X′i＝０ ……（19）上記の連立方程式からＡ、Ｂ、Ｄの係数が計算
でき、ウエハ６０の第１の露光領域６９の近似平
面式（16）が決定される。これはコンピユーター
５８の係数演算部２０２によつて計算される。∂／∂A _o 〓 ⁱ⁼¹ (Z′−Z′i) ² =2 _o 〓 ⁱ⁼¹ (Ax′i+By′i+D−Z′i)x′i=0 ……(17) ∂／∂B _o 〓 ⁱ⁼¹ (Z′−Z′i) ² =2 _o 〓 ⁱ⁼¹ (Ax′i+By′i+D−Z′i)X′i=0 ……(18) ∂／∂D _o 〓 ^{i= 1} (Z'-Z'i) ² = 2 _o 〓 ⁱ⁼¹ (Ax'i + By'i + D-Z'i) X'i = 0 ... (19) From the above simultaneous equations, the coefficients of A, B, and D can be calculated, and the approximate plane equation (16) of the first exposure area 69 of the wafer 60 is determined. This is calculated by the coefficient calculating section 202 of the computer 58.

ここで明らかなように、ウエハ６０の表面の高
さ位置のデータZ₁′、Z₂′……Zm′は、ギヤツプセ
ンサー５９で測定されたものであり、ベース６７
（基準平面）を基準として第１の露光領域６９の
表面の近似平面式が特定されたことになる。 As is clear here, the data Z ₁ ', Z ₂ '...Zm' of the height position of the surface of the wafer 60 are measured by the gap sensor 59, and the data of the height position of the surface of the wafer 60 are
This means that the approximate plane equation of the surface of the first exposure area 69 has been specified using the (reference plane) as a reference.

さて、調節ねじ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃのウエ
ハ中心に対する座標（具体的には、調節ねじ６２
とウエハホルダー６１との当接位置）を第５図に
示すように（x_1D′、y_1D′、z_1D′）、（x_2D′、y_2D′
、
z_2D′）、（x_3D′、y_3D′、z_3D′）とし、近似的に、ウ
エハの転写面の第１の露光領域面の延長上に、そ
の当接位置すなわち駆動点が存在するものとすれ
ば、次の３式の関係が成立する。すなわち Z_1D′＝Ax_1D′＋By_1D′＋Ｄ ……（20） Z_2D′＝Ax_2D′＋By_2D′＋Ｄ ……（21） Z_3D′＝Ax_3D′＋By_2D′＋Ｄ ……（22）ただし、この近似式を適用するには、ウエハの
半径に対してウエハ中心から各駆動点までの距離
が十分に大きく、ウエハホルダー６１が十分に薄
いことが望ましい。なお座標値（x_1D′、y_1D′）、
（x_2D′、y_2D′）、（x_3D′、y_3D′）は機械的にあらか
じ
め決められた定数であり、コンピユーター５８の
記憶部２０４に記憶されている。ここで３個の調
節ねじ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃを回転させて、各
駆動点をそれぞれＺ方向にΔZ_1D′、ΔZ_2D′、
ΔZ_3D′移動したものとすると、（16）式とは別の
平面になるため、その時の平面式の係数を前式の
係数を前式のＡ、Ｂ、Ｄに対してA′、B′、D′と
すると、 Z_1D′＋ΔZ_1D′＝A′x_1D′＋B′y_1D′＋D′……（23
） Z_2D′＋ΔZ_2D′＝A′x_2D′＋B′y_2D′＋D′……（24
） Z_3D′＋ΔZ_3D′＝A′x_3D′＋B′y_3D′＋D′……（25
）となる。この時、もしウエハ上の第１の露光領域
６９をマスクの対向面（パターン面）に平行に
し、マスク５１の対向面とウエハ６０の転写面と
の第１の露光位置におけるギヤツプを所望のギヤ
ツプ値Ｇ（任意に設定可能）にするためには、第
１ギヤツプセンサー５９と第２ギヤツプセンサー
６８とのＺ方向の間隔をｈとすれば、マスク５１
の近似平面は、XY平面（基準平面）に既に平行
に調整されているから、 A′＝B′＝０ ……（26）Ｃ＋D′−ｈ＝Ｇ ……（27）とすればよい。そこで式（26）、（27）を式（23）、
（24）、（25）に代入すると次のようになる。すな
わち D_1D′＋ΔZ_1D′＝Ｇ＋ｈ−Ｃ……（28） D_2D′＋ΔZ_2D′＝Ｇ＋ｈ−Ｃ……（29） D_3D′＋ΔZ_3D′＝Ｇ＋ｈ−Ｃ……（30）ところが、前述の計算により、係数Ａ、Ｂ、Ｄ
およびＧ、ｈ、Ｃの値はいずれも既知であり、ま
た駆動点のXY座標（x_1D′、y_1D′）、（x_2D′、
y_2D′）、（x_3D′、y_3D′）は機械的に決定されて既知
であるから、（20）、（21）、（22）式に代入するこ
とによりZ_1D′、D_2D′、Z_3D′は、コンピユーター５
８の駆動演算部２０５によつて計算して求められ
る。従つて（28）、（29）、（30）式の計算を行う駆
動量演算部２０３によつて、ΔZ_1D′、ΔD_2D′、
ΔD_3D′が算出される。 Now, the coordinates of the adjustment screws 62A, 62B, and 62C with respect to the wafer center (specifically, the coordinates of the adjustment screws 62A, 62B, and 62C are
and _the abutment _position _of _the wafer holder 61) as shown in _FIG .
,
z _2D ′), (x _3D ′, y _3D ′, z _3D ′), and the contact position, that is, the driving point, approximately exists on the extension of the first exposure area surface of the transfer surface of the wafer. If so, the following three relationships hold true. That is, Z _1D ′=Ax _1D ′+By _1D ′+D ……(20) Z _2D ′=Ax _2D ′+By _2D ′+D ……(21) Z _3D ′=Ax _3D ′+By _2D ′+D ……(22) However To apply this approximation formula, it is desirable that the distance from the wafer center to each driving point be sufficiently large relative to the radius of the wafer, and that the wafer holder 61 be sufficiently thin. Note that the coordinate values (x _1D ′, y _1D ′),
(x _2D ′, y _2D ′) and (x _3D ′, y _3D ′) are mechanically predetermined constants and are stored in the storage unit 204 of the computer 58. Now, rotate the three adjustment screws 62A, 62B, and 62C to adjust each driving point to ΔZ _1D ′, ΔZ _2D ′,
If ΔZ _3D ' is moved, the plane will be different from equation (16), so the coefficients of the plane equation at that time will be the coefficients of the previous equation, and A', B' for A, B, and D in the previous equation. , D′, then Z _1D ′+ΔZ _1D ′=A′x _1D ′+B′y _1D ′+D′……(23
) Z _2D ′+ΔZ _2D ′=A′x _2D ′+B′y _2D ′+D′……(24
) Z _3D ′+ΔZ _3D ′=A′x _3D ′+B′y _3D ′+D′……(25
) becomes. At this time, if the first exposure area 69 on the wafer is made parallel to the facing surface (pattern surface) of the mask, and the gap at the first exposure position between the facing surface of the mask 51 and the transfer surface of the wafer 60 is set to a desired gap. In order to set the value G (which can be arbitrarily set), if the distance in the Z direction between the first gap sensor 59 and the second gap sensor 68 is h, then the mask 51
The approximate plane has already been adjusted parallel to the XY plane (reference plane), so A'=B'=0...(26) C+D'-h=G...(27) Therefore, equations (26) and (27) are transformed into equation (23),
Substituting into (24) and (25), we get the following. That is, D _1D ′+ΔZ _1D ′=G+h−C……(28) D _2D ′+ΔZ _2D ′=G+h−C……(29) D _3D ′+ΔZ _3D ′=G+h−C……(30) However, the above‐mentioned By calculation, coefficients A, B, D
The values of G, h, and C are all known, and the XY coordinates of the driving point (x _1D ′, y _1D ′), (x _2D ′,
Since y _2D ′) and (x _3D ′, y _3D ′) are mechanically determined and known, Z 1D ′, D _2D ′ can be obtained by substituting them into equations (20), (21), and ( ₂₂ ). , Z _3D ′ is computer 5
It is calculated and obtained by the drive calculation unit 205 of No. 8. Therefore, the drive amount calculation unit 203 that calculates equations (28), (29), and (30) calculates ΔZ _1D ′, ΔD _2D ′,
ΔD _3D ′ is calculated.

以上の計算をコンピユーター５８で行い、
ΔZ_1D′、ΔZ_2D′、ΔZ_3D′に相当する量をもつて、ウ
エハの転写面の高さおよび面傾斜を調整するモー
ター６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃに指令して駆動する
ことにより、ウエハ６０上の第１の露光領域６９
の近似平面と、マスク５１の近似平面すなわち基
準平面とを平行にすることができ、さらに両平面
間のギヤツプ値を所望の値Ｇに保持することがで
きる。この状態において、ウエハ６０の第１の露
光領域６９に対して露光を行い、第２の露光領域
７０以降については、第１露光領域６９にて行つ
たことをくり返して行えば良い。 The above calculations are performed on the computer 58,
By commanding and driving the motors 64A, 64B, and 64C that adjust the height and surface inclination of the transfer surface of the wafer with amounts corresponding to ΔZ _1D ′, ΔZ _2D ′, and ΔZ _3D ′, the first exposure area 69 of
It is possible to make the approximate plane of the mask 51 parallel to the approximate plane of the mask 51, that is, the reference plane, and to maintain the gap value between the two planes at a desired value G. In this state, the first exposure area 69 of the wafer 60 is exposed, and for the second exposure area 70 and subsequent areas, the same steps as those performed for the first exposure area 69 may be repeated.

以上、ウエハ６０上にくり返し露光する場合を
述べたが、あらかじめ各露光領域毎に上述の駆動
ΔZ_1D′、ΔZ_2D′、ΔZ_3D′を演算し、その結果をコン
ピユーター５８内の他の記憶部に記憶しておいて
もよい。そして実際にXYステージ６５を歩進さ
せて、各露光領域を露光するときに、その領域に
対応した駆動量ΔZ_1D′、ΔZ_2D′、ΔZ_3D′に基づい
て、モーター６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃを駆動する
ようにすれば、ウエハ全面に対する露光が前述の
場合よりも短時間に完了するいわゆるスループツ
トが向上する利点もある。また、くり返し露光の
場合、各露光領域毎に、マスク５１のパターンと
その領域中に既に形成されたパターンとをアライ
メント（位置合わせ）する必要がある場合があ
る。この場合には、前述のように、あらかじめウ
エハ６０の各露光領域での駆動量ΔZ_1D′、ΔZ_2D′、
ΔZ_3D′を記憶した時点に、各露光領域毎にアライ
メントを行い、その時のマスク５１とウエハ６０
との相対的な位置を、例えばレーザ干渉計等で計
測して、その値も記憶しておくようにすれば、実
際の露光時には、単に記憶された各種データーに
基づいて、モーター６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃを駆
動したり、XYステージ６５を移動したりするだ
けでよい。また、上述の動作は、くり返し露光に
ついて述べたが、一括露光の場合には、コンピユ
ーター５８の記憶部２０１に、ウエハ６０の全転
写面の少なくとも３点の座標値（xn、yn、zn）
（ただしｎは３以上の整数）を記憶しておくだけ
でよい。第２図の実施例においては、第１にマス
ク５１の下面を第２ギヤツプセンサー６８で走査
し、各座標における高さの値をコンピユーター５
８（第３図の記憶部１０１）に入力し、演算処理
された結果に基づいて、マスク調整モーター５６
を制御してマスク５１の近似平面をXY平面（基
準平面）に平行にし、次にウエハ６０の上面を第
１ギヤツプセンサー５９で走査し、各座標におけ
る高さの値をコンピユーター５８（第３図の記憶
部２０１）に入力し、演算処理された結果に基づ
いて、ウエハ調整モーター６４を制御して、ウエ
ハ６０の各露光領域６９，７０……毎の近似平面
を、マスク５１の近似平面と平行にして、所望の
ギヤツプ値Ｇを得るように構成されている。しか
しながら第３図のブロツク図からわかるように、
ウエハ側のデーターの処理順序とマスク側のデー
ターの処理順序はほぼ同様であるから、第１にウ
エハ全面の近似平面をウエハホルダー６１の傾き
調整によつてXY平面（基準平面）と平行にし、
各露光領域毎に、各露光領域の近似平面と平行に
なるようにマスク側、すなわちマスクホルダー５
２の傾きを制御して所望のギヤツプを得るように
してもよい。また第２図に示した実施例において
は、マスク５１とウエハ６０の双方の近似平面
を、基準となるXY平面と平行になるようにする
ために、それぞれにＺ方向の調整装置が設けられ
ているが、マスク側とウエハ側のいずれか一方に
のみＺ方向調整装置を設け、固定された他方の面
の調整移動量（例えば第３図の駆動量演算部１０
３の演算値ΔZ_1D、ΔZ_2D、ΔZ_3D）を一方の駆動量
（例えば第３図の駆動量演算部２０３の演算値
ΔZ_1D′、ΔZ_2D′、ΔZ_3D′）に加算してＺ方向調整装
置（例えばウエハ調整モーター５６）を制御する
ように構成してもよい。なお第２図においては、
第１ギヤツプセンサー５９および第２ギヤツプセ
ンサー６８は共に１個のみ設けられているが、こ
れをウエハ面、マスク面共に少なくとも３個のギ
ヤツプセンサーで同時に計測するように構成する
ことによつて、測定のためにXYステージ６５の
走査を省略することが可能となり、ギヤツプ設定
の時間を短縮できる。 The case where the wafer 60 is exposed repeatedly has been described above, but the above-mentioned drives ΔZ _1D ′, ΔZ _2D ′, and ΔZ _3D ′ are calculated in advance for each exposure area, and the results are stored in another storage section in the computer 58. It may be stored in . When the XY stage 65 is actually advanced to expose each exposure area, the motors 64A, 64B, and 64C are activated based on the drive amounts ΔZ _1D ′, ΔZ _2D ′, and ΔZ _3D ′ corresponding to the area. Driving also has the advantage of improving so-called throughput, in which exposure of the entire wafer is completed in a shorter time than in the above-described case. Further, in the case of repeated exposure, it may be necessary to align the pattern of the mask 51 and the pattern already formed in that area for each exposure area. In this case, as described above, the driving amounts ΔZ _1D ′, ΔZ _2D ′,
At the time when ΔZ _3D ' is memorized, alignment is performed for each exposure area, and the mask 51 and wafer 60 at that time are aligned.
If the relative position of the motors 64A, 64B, 64B, It is only necessary to drive 64C or move the XY stage 65. Furthermore, although the above-mentioned operation has been described for repeated exposure, in the case of batch exposure, the coordinate values (xn, yn, zn) of at least three points on the entire transfer surface of the wafer 60 are stored in the storage unit 201 of the computer 58.
(However, n is an integer of 3 or more). In the embodiment shown in FIG. 2, the lower surface of the mask 51 is first scanned by the second gap sensor 68, and the height value at each coordinate is determined by the computer 5.
8 (storage unit 101 in FIG. 3) and based on the arithmetic processed results, the mask adjustment motor 56
The approximate plane of the mask 51 is made parallel to the XY plane (reference plane) by controlling the The wafer adjustment motor 64 is controlled based on the arithmetic-processed results, and the approximate plane for each exposure area 69, 70... of the wafer 60 is set parallel to the approximate plane of the mask 51. The configuration is such that a desired gap value G can be obtained. However, as can be seen from the block diagram in Figure 3,
Since the processing order of data on the wafer side and the data on the mask side are almost the same, first, the approximate plane of the entire wafer surface is made parallel to the XY plane (reference plane) by adjusting the inclination of the wafer holder 61.
For each exposure area, move the mask side, that is, the mask holder 5 parallel to the approximate plane of each exposure area.
2 may be controlled to obtain a desired gap. Further, in the embodiment shown in FIG. 2, in order to make the approximate planes of both the mask 51 and the wafer 60 parallel to the reference XY plane, a Z-direction adjustment device is provided for each. However, a Z-direction adjustment device is provided only on either the mask side or the wafer side, and the adjusting movement amount of the other fixed surface (for example, the drive amount calculation unit 10 in FIG.
3 (calculated values ΔZ _1D , ΔZ _2D , ΔZ _3D ) are added to one drive amount (for example, the calculated values ΔZ _1D ′, ΔZ _2D ′, ΔZ _3D ′ of the drive amount calculation unit 203 in FIG. 3) to calculate the Z direction. It may also be configured to control a conditioning device (eg, wafer conditioning motor 56). In addition, in Figure 2,
Only one first gap sensor 59 and one second gap sensor 68 are provided, but by configuring this so that at least three gap sensors simultaneously measure both the wafer surface and the mask surface, measurement is possible. It becomes possible to omit the scanning of the XY stage 65, and the time for gap setting can be shortened.

以上の如く本発明によれば、一括転写方式、又
は繰り返し転写方式（所謂ステツプアンドリピー
ト法）を問わず、転写すべき被転写基板上の領域
表面、あるいはマスクのパターン面を平均的な特
定な平面（近似平面）に規定し、この近似平面を
使つてマスクや被転写基板の傾き量を設定するた
め、被転写領域の全面に渡つて平均的にパターン
の転写解像度を向上させることが可能となる。 As described above, according to the present invention, regardless of whether the transfer method is a batch transfer method or a repeat transfer method (so-called step-and-repeat method), the surface of the area on the transfer target substrate to be transferred or the pattern surface of the mask can be uniformly specified. This approximate plane is used to set the inclination of the mask and transfer substrate, making it possible to improve the pattern transfer resolution on average over the entire transfer area. Become.

またくり返し転写方式の場合は、被転写基板上
の局所的な被転写領域の夫々に対して転写解像度
を一定に保つことが可能となる。 In addition, in the case of the repetitive transfer method, it is possible to keep the transfer resolution constant for each local transfer area on the transfer target substrate.

[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来装置の断面図、第２図は本発明の
一実施例の断面図、第４図および第５図は第２図
実施例のそれぞれマスクとウエハの測定面の説明
図、第３図は第２図実施例のコンピユーター内の
データーの流れを示すブロツク図である。５１……マスク、５９……第１ギヤツプセンサ
ー（測定手段）、６０……ウエハ、６８……第２
ギヤツプセンサー（測定手段）、５３Ａ，Ｂ，Ｃ，
５６Ａ，Ｂ，Ｃ，６２Ａ，Ｂ，Ｃ，６４Ａ，Ｂ，
Ｃ、……基板駆動手段、５８……コンピユータ
ー。 FIG. 1 is a sectional view of a conventional device, FIG. 2 is a sectional view of an embodiment of the present invention, FIGS. FIG. 3 is a block diagram showing the flow of data within the computer of the embodiment shown in FIG. 51... Mask, 59... First gap sensor (measuring means), 60... Wafer, 68... Second
Gap sensor (measurement means), 53A, B, C,
56A, B, C, 62A, B, C, 64A, B,
C. . . . board driving means, 58 . . . computer.

Claims

[Claims] 1. When transferring a pattern on a mask substrate to a predetermined area on a transfer target substrate, at least one of the mask substrate and the transfer target substrate can be tilted in any direction with respect to a predetermined reference plane. The substrate held by the substrate holding member is held by a substrate holding member, and the height position values of a plurality of different points on the surface of the substrate held by the substrate holding member are determined by a measuring means, and based on the results, the height position values of the plurality of different points on the surface of the substrate held by the substrate holding member are determined. In an apparatus for setting the surface of the one substrate at a predetermined inclination by moving a driving point of the substrate in a direction substantially perpendicular to the reference plane by a driving means, the surface of the substrate to be measured by the measuring means. a first step of calculating coefficients of an equation representing a virtual approximate plane of the substrate surface based on the coordinate values of three or more measurement points and the measured height position values; calculation means; each of the plurality of driving points necessary to make the approximate plane parallel to the reference plane based on the coordinate values of the plurality of driving points and the coefficients of the determined approximate plane; and second calculation means for calculating a movement amount of the substrate, and by controlling the drive means according to the calculated movement amount, the entire surface of the substrate is set to be parallel to the reference plane on average. A board tilt setting device characterized by: 2. The driving means independently moves the plurality of driving points in order to move the substrate held by the substrate holding member in parallel in a direction substantially perpendicular to the reference plane and tilt it in the arbitrary direction. The plurality of drive motors are characterized in that the approximate plane and the reference plane are set substantially parallel to each other, and the surface of the other substrate and the approximate plane are set at a predetermined interval. An apparatus according to claim 1. 3. The measuring means includes a single gap sensor arranged at a constant height from the reference plane to detect the distance to the substrate surface, and a single gap sensor arranged at a constant height from the reference plane to measure the distance between the gap sensor and the substrate surface. 3. The apparatus according to claim 1, further comprising a two-dimensional movement stage that moves the substrate relative to the substrate along the reference plane. 4. The apparatus according to claim 1, wherein the first calculation means calculates the coefficients of the equation representing the virtual approximate plane by the method of least squares. 5. When sequentially transferring the pattern of the mask substrate to each of a plurality of regions on the transfer target substrate, the transfer target substrate is moved two-dimensionally along a reference plane substantially parallel to the pattern surface of the mask substrate, and the The mask substrate is held by a substrate holding member that can be tilted in any direction with respect to the pattern surface, and the height position values of a plurality of different points on the surface of the transfer target substrate are determined by a measuring means, and based on the results. In the apparatus for setting the surface of the transferred substrate at a predetermined inclination by moving a plurality of drive points around the substrate holding member in a direction substantially perpendicular to the reference plane using a driving means, the substrate holding member Moving the member two-dimensionally, causing the measuring means to face one of the plurality of regions on the transfer target substrate, and measuring height position values at three or more different measurement points within the region. virtual approximation of the local surface including the one area based on the coordinate values of the three or more measurement points and the values of the measured height positions; a first calculation means for determining coefficients of an equation representing a plane by calculation; the approximate plane being set as the reference plane based on the coordinate values of the plurality of driving points and the coefficients of the determined approximate plane; and a second calculating means for calculating the amount of movement of each of the plurality of driving points required to make the driving points parallel to A substrate tilt setting device characterized in that the local surface of each region on the transfer target substrate is set to be parallel to the reference plane on average. 6. In an apparatus for setting a relative inclination between the mask substrate and the transfer target substrate when sequentially transferring a pattern on a mask substrate to each of a plurality of regions on the transfer target plate, the transfer target substrate is set with a predetermined reference. a first holder that is provided on a stage that moves two-dimensionally along a plane and holds the transferred substrate so as to be tiltable in any direction with respect to the reference plane; a second holder held tiltably in the direction; determining the height positions of a plurality of different points on the entire surface of the transfer substrate by a measuring means, and determining the height positions of the plurality of points and each of the plurality of points; Based on the coordinate values, the coefficients of an equation representing a virtual approximate plane of the entire surface of the transfer substrate are determined by calculation, and the coefficients of the equation representing the virtual approximate plane of the entire surface of the transfer substrate are determined by calculation. The height positions of the plurality of different points are determined by a measuring means, and the coefficients of the equation representing the virtual approximate plane of the local surface are calculated based on the height positions of the plurality of points and the respective coordinate values of the plurality of points. a first calculation means that determines the approximate plane of the entire surface of the transferred substrate based on the equation of the approximate plane of the entire transfer substrate obtained from the first calculation means; necessary for making the approximate plane of the entire surface parallel to the reference plane Calculate the amount of tilt drive of the first holder, and make the approximate plane of the local surface parallel to the mask substrate based on the equation of the approximate plane of the local surface obtained from the first calculation means. a second calculation means for calculating a tilt drive amount of the second holder necessary for the operation, the tilt of the entire transfer substrate is corrected by the first holder based on the first holder tilt drive amount; A substrate tilt setting device, wherein the tilt of each of the plurality of regions on the transfer target substrate is corrected by the second holder based on the second holder tilt drive amount.