JP2003156860A

JP2003156860A - 露光における位置合わせ装置

Info

Publication number: JP2003156860A
Application number: JP2002256597A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Miyake; 栄一三宅
Original assignee: San Ei Giken Inc
Current assignee: San Ei Giken Inc
Priority date: 1993-06-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2003-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】大型基板に対してもフォトマスクを高精度で
適正に位置合わせできるようにする。【構成】位置合わせ装置は、フォトマスク保持手段
２、３と、基板保持手段７と、検出手段９と、力付与手
段３とを備える。フォトマスク１および基板にはそれぞ
れ位置合わせマーク５、８が形成されている。マーク
５、８相互間の位置ずれ量を検出手段９により検出し、
それに基づき力付与手段３がフォトマスク１の周縁に力
を加える。それによりフォトマスク１はその面内で弾性
的に変形し、該マスク１の位置合わせマーク５は移動す
る。その結果、マスク１の位置合わせマーク５と基板６
の位置合わせマーク８との間の位置ずれ量が所定の値と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は露光技術におけるフォト
マスクと基板との位置合わせ方法および位置合わせ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばプリント回路基板上に導電パター
ンを形成したり、フラットディスプレイ用ガラス基板上
に電極を形成したりする際、光露光技術を利用すること
により、フォトマスクに描かれたパターンが基板の感光
膜表面に転写される。

【０００３】この露光に際しては、基板とフィルム状、
シート状またはプレート状フォトマスクとが相互に適正
に位置合わせされることが重要である。そのため、基板
およびフォトマスクのそれぞれには複数個の位置合わせ
マークが設けられており、対応する対の位置合わせマー
クの位置を一致させることにより、基板とフォトマスク
との適正な位置合わせが行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】実際には、ある対の位
置合わせマークの位置を一致させると、他の対の位置合
わせマークの位置がどうしてもずれてしまうという事態
が生ずる。その原因は、位置合わせマークを形成する際
の加工誤差、熱処理による基板の伸縮、周囲の温度また
は湿度の変化によるフォトマスクの伸縮などである。こ
れらの原因は、工程管理をきびしくすることにより、あ
る程度は抑えることができるが、それは大幅なコストア
ップをも招くため、現実的な解決方法ではない。そこ
で、かかる場合には、不良製品を発生させないため、そ
れぞれの対における位置合わせマーク相互間の位置ずれ
量が許容範囲内で平均化されるよう、基板とフォトマス
クとを位置合わせしていた。

【０００５】しかしながら、基板が大きくなるほど位置
ずれの原因の影響も大きくなる。その結果、位置ずれ量
も大きくなり、平均化された位置ずれ量が許容範囲を越
えやすい。また、高密度、高精度のパターンを露光する
場合にも、位置ずれ量が許容範囲を越えやすい。一方、
基板の大型化およびパターンの高密度・高精度化の要請
は近年の傾向である。一般に、基板とフォトマスクとの
位置合わせ精度は数μｍないし数１０μｍのオーダーで
要求されるが、約５０ｃｍ角以上の大型基板では数１０
μｍないし数１００μｍのオーダーに達する。

【０００６】そこで、それぞれの対における位置ずれ量
を平均化する方法では対処できない場合には、フォトマ
スクのパターン作画時のスケーリングを変更して対応す
ることが多い。しかしながら、このような修正方法は、
時間がかかる。また、基板１枚ごとあるいはロットごと
に変形量が異なるため、対応が煩雑となる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、大型基板に対し
てもフォトマスクを高精度で適正に位置合わせできるよ
うな位置合わせ方法および位置合わせ装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、露光における位置合わせ方法にお
いて、パターンが描かれ且つ複数個の位置合わせマーク
を有するフォトマスクを準備する段階と、前記フォトマ
スクの位置合わせマークに対応する複数個の位置合わせ
マークを有する基板を、その露光すべき面を前記フォト
マスクに向けて配置する段階と、前記フォトマスクおよ
び前記基板のそれぞれの対応する位置合わせマーク相互
間の位置ずれ量を検出する段階と、前記フォトマスクの
周縁の少なくとも一部に力を加えて該フォトマスクをそ
の面内で弾性的に変形させることにより、前記位置ずれ
量を所定の値にする段階と、からなる位置合わせ方法が
提供される。

【０００９】前記位置ずれ量の検出は、前記フォトマス
クおよび前記基板のそれぞれの位置合わせマークを撮影
するＣＣＤカメラからの映像信号を処理して行うことが
できる。

【００１０】前記力は、前記フォトマスクの周縁に沿っ
て配置された複数個のアクチュエータ組立体であって、
それぞれが個別に作動可能となされているアクチュエー
タ組立体のなかの、選択されたものを作動させることに
よって前記フォトマスクに加えることができる。

【００１１】前記複数個のアクチュエータ組立体のうち
作動すべきアクチュエータ組立体の選択および選択され
たアクチュエータ組立体がそれぞれ前記フォトマスクに
加える力の大きさは、該力とフォトマスクの変形量との
関係を示すデータと、前記検出された位置ずれ量とに基
づいて決定することができる。

【００１２】前記フォトマスクを矩形のものとし、該矩
形の互いに対向する二辺のうちの一方の辺に沿って配置
された前記アクチュエータ組立体のみを作動するように
してもよい。

【００１３】前記フォトマスクの複数個の位置合わせマ
ーク相互間の距離を、前記基板の対応する複数個の位置
合わせマーク相互間の距離よりもわずかに小さく又は大
きく設定し、それによって、前記フォトマスクが弾性的
に伸長又は圧縮されてはじめて前記フォトマスクおよび
前記基板の互いに対応する位置合わせマーク間の位置ず
れ量が所定の値になるようにしてもよい。

【００１４】また、本発明によれば、露光における位置
合わせ方法において、パターンが描かれ且つ複数個の位
置合わせマークを有するフォトマスクの該位置合わせマ
ークの位置を基準値として記憶する段階と、前記フォト
マスクの前記位置合わせマークに対応する複数個の位置
合わせマークを有する基板を第１ステーションに配置
し、前記フォトマスクを第２ステーションに配置する段
階と、第１ステーションにて前記基板の位置合わせマー
クの位置を検出手段によって検出し、その検出値を前記
基準値と比較することにより、前記基板および前記フォ
トマスクのそれぞれの対応する位置合わせマーク相互間
の位置ずれ量を決定する段階と、前記決定された位置ず
れ量に基づき、第２ステーションにて前記フォトマスク
の周縁の少なくとも一部に力を加えて該フォトマスクを
その面内で弾性的に変形させることにより、前記決定さ
れた位置ずれ量を所定の値にする段階と、からなる位置
合わせ方法が提供される。

【００１５】さらに本発明によれば、露光における位置
合わせ方法において、複数個の位置合わせマークを有す
る基板を第１ステーションに配置し、パターンが描かれ
且つ前記基板の前記位置合わせマークに対応する複数個
の位置合わせマークを有するフォトマスクを第２ステー
ションに配置し、さらに、前記フォトマスクの前記位置
合わせマークと一致する位置合わせマークを有する基準
部材を第１ステーションにて前記基板に対向するように
配置する段階と、第１ステーションにて前記基準部材お
よび前記基板のそれぞれの対応する位置合わせマーク相
互間の位置ずれ量を検出することにより、前記フォトマ
スクおよび前記基板のそれぞれの対応する位置合わせマ
ーク相互間の位置ずれ量を検出する段階と、前記検出さ
れた位置ずれ量に基づき、第２ステーションにて前記フ
ォトマスクの周縁の少なくとも一部に力を加えて該フォ
トマスクをその面内で弾性的に変形させることにより、
前記フォトマスクおよび前記基板のそれぞれの対応する
位置合わせマーク相互間の前記検出された位置ずれ量を
所定の値にする段階と、からなる位置合わせ方法が提供
される。

【００１６】また、本発明によれば、露光における位置
合わせ装置であって、パターンが描かれたフォトマスク
に設けられた複数の位置合わせマークに対応する複数個
の位置合わせマークを有する基板を、その露光すべき面
を前記フォトマスクに向けて保持するための基板保持手
段と、前記フォトマスクおよび前記基板のそれぞれの対
応する位置合わせマーク相互間の位置ずれ量を検出する
ための検出手段と、前記位置ずれ量を所定の値にすべ
く、前記フォトマスクの周縁の少なくとも一部に力を加
えて該フォトマスクをその面内で弾性的に変形させるた
めの力付与手段と、を備えてなる位置合わせ装置が提供
される。

【００１７】前記検出手段は、前記フォトマスクおよび
前記基板のそれぞれの位置合わせマークを撮影するＣＣ
Ｄカメラを含むものとすることができる。前記力付与手
段は、前記フォトマスクの周縁に沿って配置された複数
個のアクチュエータ組立体であって、それぞれが一端に
て前記周縁と接続するための接続手段を有し且つ個別に
作動可能となされているアクチュエータ組立体を含むも
のとすることができる。

【００１８】前記アクチュエータ組立体はエアシリンダ
装置としてもよい。前記装置はさらに、前記力とフォト
マスクの変形量との関係を示すデータと、前記検出手段
によって検出された位置ずれ量とから、該位置ずれ量を
所定の値にするために作動すべきアクチュエータ組立体
の選択および選択されたアクチュエータ組立体がそれぞ
れ前記フォトマスクに加えるべき力の大きさを決定する
ためのプロセッサを含むものとしてもよい。

【００１９】前記アクチュエータ組立体の前記接続手段
は、前記フォトマスクの表面に垂直に延びるセンターピ
ンによって回動可能に設けられるようにしてもよい。ま
た前記アクチュエータ組立体のそれぞれが、その作動方
向に対して横方向に移動可能としてもよい。

【００２０】前記アクチュエータ組立体の前記接続手が
一対のクランプ部材であり、該クランプ部材のそれぞれ
は、前記アクチュエータ組立体の作動方向に沿って延び
る少なくとも１本の溝によって互いに間隔をおかれた複
数の断面矩形の細長い凸条部を有しており、それぞれの
クランプ部材の互いに対向する凸条部の頂面間で前記フ
ォトマスクの前記周縁をクランプするようになされてお
り、該凸条部は弾性体でできており、それによって、該
凸条部は、前記フォトマスクから前記アクチュエータ組
立体の作動方向に力を受けたときには変形しにくいが、
前記フォトマスクから前記アクチュエータ組立体の作動
方向に対して横方向の力を受けたときには容易に弾性的
に変形することにより、前記フォトマスクをクランプし
たまま該フォトマスクの横方向移動を許容するようにし
てもよい。

【００２１】前記アクチュエータ組立体の前記接続手段
を、真空吸引孔を有するブロックとし、該ブロックを前
記フォトマスクの前記周縁の一方の面に当てて該周縁を
真空吸着するようにしてもよい。

【００２２】また、前記アクチュエータ組立体の前記接
続手段を、粘着層を有するブロックとし、該ブロックを
前記フォトマスクの前記周縁の一方の面に当てて該周縁
を接着保持するようにしてもよい。

【００２３】これらのブロックが、前記アクチュエータ
組立体の作動方向に沿って延びる少なくとも１本の溝に
よって互いに間隔をおかれた複数の断面矩形の細長い凸
条部を有しており、該凸条部の頂面が前記フォトマスク
の前記周縁の一方の面に当てられるようになされてお
り、該凸条部は弾性体でできており、それによって、該
凸条部は、前記フォトマスクから前記アクチュエータ組
立体の作動方向に力を受けたときには変形しにくいが、
前記フォトマスクから前記アクチュエータ組立体の作動
方向に対して横方向の力を受けたときには容易に弾性的
に変形することにより、前記フォトマスクを接続したま
ま該フォトマスクの横方向移動を許容するようにしても
よい。

【００２４】さらに、フォトマスクの、前記アクチュエ
ータ組立体の前記接続手段と接していない４つのコーナ
ー部分を切り欠くようにしてもよい。前記フォトマスク
は、その周縁に複数の開口が形成されたものとし、前記
アクチュエータ組立体の前記接続手段は、該開口内に挿
入されて該開口の縁と係合する突起部材を有するものと
してもよい。

【００２５】また、前記接続手段がクランプ機構を備
え、前記突起部材は前記クランプ機構の一部を形成する
ようにしてもよい。前記フォトマスクと前記基板との間
には、前記フォトマスク上のパターンを前記基板上に結
像させるためのレンズを配置してもよい。

【００２６】なお、本願において「位置ずれ量を所定の
値にする」というときの「所定の値」とは、ゼロまたは
他の値を有する補正値をいう。典型的には「所定の値」
はゼロであり、この場合にはフォトマスクの位置合わせ
マークと基板の位置合わせマークとが一致することによ
り適正な位置合わせが行われる。しかしながら、基板が
熱処理等のために収縮することにより基板に付した位置
合わせマークの位置が変位することを考慮する場合に
は、基板の位置合わせマークとフォトマスクの位置合わ
せマークとの間の位置ずれ量が、上記変位から求められ
る値の補正値に等しくなったとき、適正な位置合わせが
行われたことになる。

【００２７】

【作用】本発明の位置合わせ装置を利用して基板とフォ
トマスクとを適正に位置合わせするには、まず、フォト
マスクを準備し、フォトマスク保持部材に保持させる。
フォトマスクには、フィルム状、シート状、プレート状
のものがある。また、形状としては矩形、円形その他の
形状のものがある。フォトマスクには、パターンが描か
れ、また、複数個の位置合わせマークが形成されてい
る。次に、基板を、その露光すべき面をフォトマスクに
向けるようにして、基板保持手段に保持させる。基板に
は、フォトマスクの位置合わせマークに対応する複数個
の位置合わせマークが形成されている。フォトマスクお
よび基板は、それぞれの位置合わせマークが対応してい
る状態で配置され、検出手段によって位置合わせマーク
相互間の位置ずれ量を検出する。次に、力付与手段によ
り前記フォトマスクの周縁の少なくとも一部に力を加え
て該フォトマスクをその面内で弾性的に変形させる。フ
ォトマスクがフィルム状またはシート状の場合には、引
張力を加えて該フォトマスクを伸長させる。また、フォ
トマスクがプレート状の場合には、引張力または圧縮力
を加えて該フォトマスクを伸長または圧縮させることが
できる。フォトマスクが変形することによりフォトマス
ク上の位置合わせマークが移動し、基板上の位置合わせ
マークとの間の位置ずれ量が所定の値となるようになさ
れる。複数対の位置合わせマークのすべてについて位置
ずれ量がそれぞれの所定の値になったとき、基板とフォ
トマスクとは適正に位置合わせされたことになる。

【００２８】位置ずれ量の検出とフォトマスクの変形と
を複数回にわたって繰り返すようにしてもよい。前記検
出手段として、フォトマスクおよび基板のそれぞれの位
置合わせマークを撮影するＣＣＤカメラを使用し、該Ｃ
ＣＤカメラからの映像信号を処理して位置ずれ量を知る
ようにしてもよい。

【００２９】前記力付与手段として、前記フォトマスク
の周縁に沿って配置された複数個のアクチュエータ組立
体であって、それぞれが一端にて前記周縁と接続するた
めの接続手段を有し且つ個別に作動可能となされている
アクチュエータ組立体を使用してもよい。アクチュエー
タ組立体には、陽圧または負圧を作用可能なエアシリン
ダ装置、ベローズ装置およびダイヤフラム装置などを利
用することができる。

【００３０】すべてのアクチュエータ組立体を作動する
必要がない場合もある。位置ずれの態様により、作動す
べきアクチュエータ組立体を選択することができる。例
えば、フォトマスクが矩形の場合、矩形の互いに対向す
る二辺のうちの一方の辺に沿って配置されたアクチュエ
ータ組立体のみを作動するようにしてもよい。

【００３１】また、プロセッサを利用して、フォトマス
クに加えられる力とフォトマスクの変形量との関係を示
すデータと、前記検出手段によって検出された位置ずれ
量とから、該位置ずれ量を所定の値にするために作動す
べきアクチュエータ組立体の選択および選択されたアク
チュエータ組立体がそれぞれ前記フォトマスクに加える
べき力の大きさを決定するようにしてもよい。

【００３２】前記アクチュエータ組立体の接続手段を、
フォトマスクの表面に垂直に延びるセンターピンによっ
て回動可能に設けたり、アクチュエータ組立体のそれぞ
れをその作動方向に対して横方向に移動可能とした場合
には、フォトマスクは、互いに直交する二軸方向に同時
に引っ張られたときでも、無理なく自由に変形すること
ができる。

【００３３】アクチュエータ組立体の接続手段が一対の
クランプ部材であり、該クランプ部材によってフォトマ
スクの周縁をクランプするようにしてもよい。クランプ
部材のそれぞれを、前記アクチュエータ組立体の作動方
向に沿って延びる少なくとも１本の溝によって互いに間
隔をおかれた複数の断面矩形の細長い凸条部を有するも
のとした場合、それぞれのクランプ部材の互いに対向す
る凸条部の頂面間でフォトマスクの周縁がクランプされ
る。凸条部は、アクチュエータの作動方向に沿って細長
く延び、弾性体でできているので、フォトマスクからア
クチュエータの作動方向に力を受けたときには変形しに
くいが、フォトマスクからアクチュエータの作動方向に
対して横方向の力を受けたときには、容易に弾性的に変
形することができる。この凸条部の弾性的な変形は、フ
ォトマスクをクランプしたままで生じ、フォトマスクの
横方向移動を許容する。このような構成をとることによ
り、フォトマスクは互いに直交する二軸方向に同時に引
っ張られたときでも、無理なく自由に変形することがで
きる。

【００３４】アクチュエータ組立体の接続手段を、真空
吸引孔を有するブロックとし、該ブロックをフォトマス
クの周縁の一方の面に当てて該周縁を真空吸着するよう
にした場合、または、接続手段を、粘着層を有するブロ
ックとし、該ブロックをフォトマスクの周縁の一方の面
に当てて該周縁を接着保持するようにした場合には、接
続手段はフォトマスクの一方の面側にのみ配置すればよ
いことになる。

【００３５】これらのブロックが、アクチュエータの作
動方向に沿って延びる少なくとも１本の溝によって互い
に間隔をおかれた複数の断面矩形の細長い凸条部を有し
ており、該凸条部の頂面がフォトマスクの周縁の一方の
面に当てられるようになされており、該凸条部は弾性体
でできており、それによって、該凸条部は、前記フォト
マスクからアクチュエータの作動方向に力を受けたとき
には変形しにくいが、フォトマスクから前記アクチュエ
ータの作動方向に対して横方向の力を受けたときには容
易に弾性的に変形することにより、フォトマスクを接続
したまま該フォトマスクの横方向移動を許容するように
した場合、フォトマスクは互いに直交する二軸方向に同
時に引っ張られたときでも、無理なく自由に変形するこ
とができる。

【００３６】周縁に複数の開口が形成されたフォトマス
クを使用し、アクチュエータ組立体の接続手段を、該開
口内に挿入されて該開口の縁と係合する突起部材とした
場合には、フォトマスクがずれることはない。

【００３７】さらに、この突起部材が、フォトマスクを
クランプするためのクランプ機構の一部を形成する場合
には、フォトマスクの開口の縁に損傷を与えることが少
ない。

【００３８】フォトマスクの、アクチュエータの接続手
段と接していない４つのコーナー部分を切り欠くように
した場合、フォトマスクの伸長に対する抵抗が軽減さ
れ、さらに無理のない自由な変形が保証される。

【００３９】基板とフォトマスクとの適正な位置合わせ
が完了したら、フォトマスク側から光（紫外線）を照射
してフォトマスクのパターンを基板上に転写する露光を
行う。このとき、フォトマスクと基板との間に適当なギ
ャップをあけてもよいが、両者を接触させてもよい。ま
たは、フォトマスクと基板との間にレンズを配置し、フ
ォトマスク上のパターンをレンズを介して基板上に結像
させるようにしてもよい。この場合、基板上には縮小し
たパターンを結像させることができる。

【００４０】露光後、フォトマスクに加えられていた力
は緩和され、フォトマスクは軽い応力負荷状態に維持さ
れる。位置合わせのために変形されていたフォトマスク
は、加えられていた力の緩和により、弾性的に復元す
る。

【００４１】パターンを転写された基板は基板保持部材
から取り外され、新たな基板が基板保持部材に取り付け
られる。この新たな基板（先の基板とは異なる変形状態
である可能性がある）に対し、上述した手順でフォトマ
スクの位置合わせが行われる。

【００４２】本発明による他の位置合わせ方法として、
位置ずれ量の決定と該位置ずれ量を所定の値にするため
のフォトマスクの変形とを別のステーションで行う方法
がある。最初に第１ステーションにおいて基板の位置合
わせマークの位置の検出が行われ、同時に基板およびフ
ォトマスクのそれぞれの対応する位置合わせマーク相互
間の位置ずれ量が決定される。位置ずれ量の決定方法と
しては、あらかじめ検出したフォトマスクの位置合わせ
マークの位置を基準値として記憶しておき、該基準値と
第１ステーションにおける基板の位置合わせマークの位
置の検出値とを比較して位置ずれ量を算出するようにし
てもよいし、あるいはまた、実際に露光作業に使用され
るフォトマスクの位置合わせマークと一致する位置合わ
せマークを有するマスターフォトマスクのような基準部
材を第１ステーションに用意し、基板の位置合わせマー
クの位置の検出時に基板および基準部材のそれぞれ対応
する位置合わせマーク相互間の位置ずれ量を検出するよ
うにしてもよい。

【００４３】このようにして決定された位置ずれ量に基
づき、第２ステーション（露光ステーション）に配置さ
れたフォトマスクの周縁の少なくとも一部に力が加えら
れ、それによってフォトマスクはその面内で弾性的に変
形して位置ずれ量を所定の値にする。次いで基板は第１
ステーションから第２ステーションへと送られ、そこで
露光される。基板は次々と第１ステーションで位置合わ
せマークの位置を検出されては第２ステーションへと送
られ、そこで露光される。一方、フォトマスクは第２ス
テーションにとどまり、第１ステーションにて基板ごと
に決定された位置ずれ量に基づいて変形され、露光作業
に備える。

【００４４】このようにすると、第２ステーションで一
枚の基板について露光作業を行っている間に、第１ステ
ーションで次の基板に関して位置ずれ量の決定を行うこ
とができるので、基板１枚当たりの処理時間が大幅に短
縮される。

【００４５】これらの方法においては、基板が露光のた
めに第１ステーションから第２ステーションへと送られ
て配置されたときには、その基板とフォトマスクとの位
置合わせマーク相互間の位置ずれ量は、多くの場合、許
容範囲内で既に所定の値にされているので、そのまま露
光を行うことができる。しかしながら、第２ステーショ
ンで位置合わせマーク相互間の位置ずれ量をあらためて
検出した結果、該位置ずれ量が許容範囲を越えている場
合には、その位置ずれ量に基づき、フォトマスクの周縁
を再び弾性的に変形させることにより、該位置ずれ量を
所定の値にしてから露光を行う。

【００４６】

【実施例】図１は、本発明による位置合わせ方法を実施
するためのシステムの一実施例を示す図である。図１に
従って本発明の方法の概略を説明する。

【００４７】まず、フォトマスク１が準備される。フォ
トマスク１は、例えばポリエステルフィルムまたはより
肉厚なポリエステルシートのように弾性的に伸長可能な
透明な材質でできている。フォトマスク１は、ガラス板
のような透明板２上に接して平面性を保ちながら、その
周縁を複数のストレッチユニット（アクチュエータ組立
体）３のそれぞれの一端に設けた接続手段により保持さ
れる。図示実施例では、ストレッチユニット３としてエ
アシリンダ装置が使用され、接続手段として一対のクラ
ンプ部材４が使用されている。ストレッチユニット３の
作動により、フォトマスク１は軽い張力状態で保持され
る。ストレッチユニット３は、透明板２とともにフォト
マスク保持手段としての機能を有するとともに、後述す
るように、引張力付与手段であるアクチュエータとして
機能も有する。フォトマスク１の中央の領域にはパター
ンが描かれ、また周縁の複数の位置にはマスクマーク
（位置合わせマーク）５が設けられている。

【００４８】次に、基板６が、フォトマスク１とわずか
な間隔をおいて対向するようにして基板ホルダ（基板保
持手段）７上に配置される。基板６は、真空吸着を利用
して基板ホルダ７上に保持されることができる。フォト
マスク１と対向する基板６の表面には、露光時にフォト
マスク１上のパターンを転写されるための感光膜が設け
られている。基板６の周縁には、フォトマスク１のマス
クマーク５と対応する位置に基板マーク（位置合わせマ
ーク）８が設けられている。

【００４９】マスクマーク５および基板マーク８として
は、一般的には、透明領域に描かれた黒い円形の黒点、
不透明領域に描かれた透明な円形、反射マーク、貫通孔
などが利用される。もちろん、十字（クロス）マークを
利用することもできるし、パターンの一部を位置合わせ
マークとして使用することもできる。

【００５０】次に、対応するマスクマーク５および基板
マーク８の複数の対のそれぞれをＣＣＤカメラ９で撮影
し、その映像信号を映像処理装置１０で処理したのち、
位置ずれ量演算装置１１において、それぞれの対のマー
ク相互間の位置ずれ量を算出するとともに、該位置ずれ
量を所定の値にするためにはどのストレッチユニット３
を使用してどの程度の強さでフォトマスク１の周縁を引
っ張ってフォトマスク１を伸長させればよいかを計算す
る。この計算のため、位置ずれ量演算装置１１内には、
引張力とフォトマスク１の伸長量との関係を示すデー
タ、その他の必要なデータがあらかじめ入力されてい
る。

【００５１】位置ずれ量演算装置１１により、各ストレ
ッチユニット３がフォトマスク１の周縁に所定の引張力
を加えるために必要なエア圧力値が計算される。その結
果は、各ストレッチユニット３に関連づけられているエ
アー圧力制御装置１２へと信号として送られる。

【００５２】エアー圧力制御装置１２からは、電−空変
換型エアー圧力レギュレータ１３を介して各ストレッチ
ユニット３の切替弁１４へと信号が伝達され、各ストレ
ッチユニット３に所定の圧力を与える。各ストレッチユ
ニット３が、計算された所定の力でフォトマスク１の周
縁を引っ張ることにより、フォトマスク１は弾性的に伸
長し、その結果、マスクマーク５が移動して基板マーク
８との間の位置ずれ量が所定の値となる。所定の値がゼ
ロの場合、マスクマーク５と基板マーク８とは一致する
に至る。

【００５３】もし、マスクマーク５と基板マーク８との
間の位置ずれ量が所定の値とならず、消去すべき位置ず
れ量が依然として残っているようであれば、その位置ず
れ量を再びＣＣＤカメラ９を利用して検出し、上述した
手順を繰り返して所定の値を得る。

【００５４】フォトマスク１と基板６との位置合わせが
完了したら、図１の上方から光（紫外線）を照射してフ
ォトマスク１のパターンを基板６上に転写する露光を行
う。このとき、基板ホルダ７をフォトマスク１に向けて
移動させ、基板６をフォトマスク１に密着させてから露
光してもよい。

【００５５】露光後、フォトマスク１が最初の軽い張力
状態に戻されると、該マスク１の弾性変形も元に戻る。
基板６は基板ホルダ７から取り外されて新たなものに替
えられ、再び位置合わせが行われる。

【００５６】図２は、基板ホルダ７をその面内で移動さ
せる機構を示す図である。基板６を基板ホルダ７上に配
置したとき、フォトマーク５と基板マーク８とが大きく
ずれているとき、この移動機構を利用して各対のマーク
間の位置ずれ量を平均化する。移動機構は、基板ホルダ
７の一辺に設けられた一つのねじ型アクチュエータＸ
と、隣り合う一辺に設けられた二つのねじ型アクチュエ
ータＹ１およびＹ２と、これらのアクチュエータＸ、Ｙ
１、Ｙ２に対向して設けられた圧縮ばね装置１５、１
６、１７からなる。これらのアクチュエータＸ、Ｙ１、
Ｙ２を選択的に作動させることにより、基板ホルダ７を
面内の直交二軸方向および回転方向に移動可能であるこ
とが容易に理解されよう。

【００５７】図３の左図は、マスクマーク５と基板マー
ク８との間の位置ずれ量が平均化されている状態を示
す。いずれのマーク対においても、位置ずれの大きさが
等しく、位置ずれの方向も対角線に沿って内方という点
で一致している。このような位置ずれは、図３の右図に
示すように、フォトマスク１の周縁を均等な力で引っ張
ることにより所定の値とすることができる（矢印の大き
さは引張力の大きさを示す）。

【００５８】これに対して図４の左図の例では、位置ず
れの方向は対角線に沿って内方ということで一致してい
るが、位置ずれの大きさは、互いに隣接するマーク対間
で異なっている。このような場合には、図４の右図に示
すように、フォトマスク１に加えられる引張力の大きさ
を該マスク１の周縁に沿って変化させることにより、位
置ずれを所定の値とすることができる。

【００５９】図５は、本発明による位置合わせ装置の一
実施例を示す横断面図であり、図６は、フォトマスク１
の周縁がストレッチユニット３によって保持されている
状態を示す正面図である。図１および図２に関して既に
説明した部材には同じ参照符号が付してある。基板ホル
ダ７のための移動機構（ねじ型アクチュエータＸ、圧縮
ばね装置１５等）は、可動板１８上に配置されて基板ホ
ルダ７を支持している。一方、可動板１８は、第１ベー
ス１９に取り付けられたアクチュエータ３３のそれぞれ
の一端に支持されている。したがって、アクチュエータ
３３の作動により、基板ホルダ７上の基板６をフォトマ
スク１に対して近接または離反させることができる。

【００６０】ＣＣＤカメラ９は、連結ロッド２０によっ
て第１ベース１９に連結された第２ベース２１に枢着さ
れている。図５においてＣＣＤカメラ９は、位置ずれ量
を検出するため、マスクマーク５および基板マーク８
（図５では図示せず）のほぼ中心を撮影する位置に配さ
れているが、露光時には、邪魔にならないよう、第２ベ
ース２１に垂直な枢着軸を中心に回転し、フォトマスク
１の上方から外れた位置をとる。

【００６１】可動板１８を第１ベース１９に向けて後退
させた状態で基板６を基板ホルダ７上に配置し、基板ホ
ルダ７に設けた多数の孔２２を通して真空吸引すること
により、基板６を基板ホルダ７上に吸着保持することが
できる。

【００６２】同様の真空吸着システムはフォトマスク１
の仮止めにも利用される。すなわち、ストレッチユニッ
ト３のクランプ部材４を後退させた状態でフォトマスク
１を本発明の位置合わせ装置に設置する際、透明板２の
上に配置されたフォトマスク１の周縁は、孔２３を通し
ての真空吸引により第２ベース２１に対して仮止めされ
る。続いて、前進してきたストレッチユニット３のクラ
ンプ部材４によってフォトマスク１の周縁がクランプ保
持された後、孔２３を通しての真空吸着は解除される。
ストレッチユニット３に所定のエア圧力を加えることに
より、フォトマスク１を軽い張力状態にすることができ
る。

【００６３】フォトマスク１および基板６の設置が終了
し、基板６がフォトマスク１に接近して図５に示す位置
となったのち、ＣＣＤカメラで各マーク対を撮影しなが
ら基板ホルダの移動機構（ねじ型アクチュエータＸ、圧
縮ばね装置１５等）を用いて、フォトマスク１および基
板６の各マーク対における位置ずれ量が平均化されるよ
うな位置へと基板６を移動させる。このとき、前述した
映像処理装置１０および位置ずれ量演算装置１１を利用
することもできる。

【００６４】検出された位置ずれ量に基づいて各ストレ
ッチユニット３を選択的に作動させ、位置ずれ量を所定
の値にする手順は前述した通りである。この場合、図６
で番号１ないし１６を付されたストレッチユニットのみ
を作動させ、番号１’ないし１６’を付されたストレッ
チユニットを作動させなくとも、位置ずれ量を所定の値
にすることができる。

【００６５】なお、マスクマーク５相互間の距離は、対
応する基板マーク８相互間の距離と等しくなるように設
定してもよいが、わずかに小さく設定しておくことが望
ましい。そうすれば、たとえ加工誤差等によりこれらの
距離に多少の変動があったとしても、各マスクマーク５
間の距離が対応する各基板マーク８間の距離より大きく
なることはないので、基板フォトマスク１を弾性的に伸
長させることにより、１回の修正でフォトマーク５と基
板マーク８との間の位置ずれ量を所定の値にすることが
できる。

【００６６】図７ないし図１０は、ストレッチユニット
３を拡大して示す図である。ストレッチユニット３は、
図７においてはクランプ部材４が開放した状態で示さ
れ、図８ないし図１０においてはクランプ部材４が閉じ
た状態で示されている。各ストレッチユニット３は、エ
アシリンダ２４と、該エアシリンダ２４のロッドの一端
に設けられた一対のクランプ部材４とを備えている。一
対のクランプ部材４は、開閉用のアクチュエータ（エア
シリンダの形態のものでもよい）およびてこ（レバー）
を利用した機構（図示せず）により、平行移動しながら
開閉運動する。また、クランプ部材４のそれぞれは、支
持部材２５と、該支持部材を貫通して延び且つ回動自在
なセンターピン２６の内端に取り付けられたマウント２
７と、該マウント２７に取り付けられた弾性体２８とを
備えている。

【００６７】弾性体２８は、ストレッチユニット３の作
動方向に沿って延びる溝２９によって互いに間隔をおか
れた複数の断面矩形の細長い凸条部３０を有している。
一対のクランプ部材４の弾性体２８の互いに対向する凸
条部３０の頂面間でフォトマスク１の周縁がクランプさ
れる。凸条部３０は、ストレッチユニット３の作動方向
すなわち引張方向に沿って細長い形状をしているので、
ストレッチユニット３の作動時にフォトマスク１から引
張力を受けたときには変形しにくい。しかしながら、当
該ストレッチユニット３が設けられているフォトマスク
１の一辺に隣接する辺に設けられたストレッチユニット
が作動されることにより、当該ストレッチユニット３の
作動方向に対して横方向の力をフォトマスク１から受け
たとき、凸条部３０は容易に弾性的に変形、すなわち倒
れることにより、フォトマスク１をクランプしたまま該
フォトマスク１のわずかな横方向移動を許容する。した
がって、フォトマスク１が二軸方向に同時に引っ張られ
ても、フォトマスク１は無理なく自由に伸長することが
できる。

【００６８】また、ストレッチユニット３全体は、スラ
イドベアリング装置３１を介して第２ベース２１に取り
付けられており、横方向（図７において紙面に垂直な方
向）の移動が可能となされている。

【００６９】さらに、弾性体２８は、支持部材２５に対
して回動自在なセンターピン２６の内端に設けたマウン
ト２７に取り付けられているので、フォトマスク１から
弾性体２８に斜め方向の力が作用しても、弾性体２８は
その力に応答して回動することができる。

【００７０】これらの構成もまた、フォトマスク１の無
理のない自由な伸長を保証している。フォトマスク１の
周縁に引張力を付与するストレッチユニットとしては、
エアシリンダ装置のほかに、ねじやばねを利用した装置
を使用することもできる。

【００７１】これらのストレッチユニットは、フォトマ
スク１の周縁に引張力を与えるときには個別に作動され
るが、フォトマスク１の周縁に対して近接および退避す
る場合には、複数のストレッチユニットが一つのアクチ
ュエータによって作動されるようにしてもよい。

【００７２】また、ストレッチユニットとして、正圧を
作用して作動させるアクチュエータのほか、負圧を作用
して作動させるアクチュエータも利用できる。例えば、
陽圧または負圧を作用可能なエアシリンダ装置、ベロー
ズ装置、ダイヤフラム装置などがアクチュエータとして
利用できる。

【００７３】一対のクランプ部材４に替えて、真空吸引
孔または粘着層を有するブロックを利用し、該ブロック
をフォトマスク１の周縁の一方の面に当てて該周縁を真
空吸着または接着保持するようにしてもよい。

【００７４】これらのブロックの形態として、一対のク
ランプ部材４の一方（例えば図７において下側のもの）
と同様のものとすることができ、弾性体２８の凸条部３
０の頂面に真空吸引孔または粘着層（例えば粘着テー
プ）を設けることができる。

【００７５】図１１および図１２に示すように、フォト
マスク１の、アクチュエータ３のクランプ部材４（また
は上述したブロック）と接していない４つのコーナー部
分を符号３２または３２ａで示すように切り欠くように
してもよい。

【００７６】図１３に示すように、周縁に複数のスロッ
ト３４を形成したフォトマスク１０１を利用した場合、
アクチュエータ組立体として図１４ないし図１８に示す
ような別の形態のストレッチユニット１０３を使用する
ことができる。ストレッチユニット１０３は、単一のア
クチュエータ３５（例えばエアシリンダ装置、負圧を利
用したベローズ装置またはダイヤフラム装置など）で作
動可能な３つの引きバー３６を有している。引きバー３
６の数は１または２、あるいは４以上であってもよい。
引きバー３６は、アクチュエータ３５のロッド３７の先
端およびリニアベアリング３８に取り付けられたプレー
ト３９に形成された孔を貫通して延び、圧縮ばね４０を
介してプレート３９に連結されている。ばね４０は複数
の引きバー３６間のバランスをとるために設けられてお
り、一つの引きバー３６に対して一つのアクチュエータ
３５が使用される場合には、ばね４０は不要である。

【００７７】引きバー３６の内端に形成された孔内に
は、圧縮ばね４１を介してＬ字形の突起部材すなわちフ
ック部材４２が取り付けられている。フック部材４２
は、回り止めピンＰによって、完全に回転することを禁
じられている。

【００７８】アクチュエータ３５のロッド３７を引いて
図１５に示すようにフォトマスク１０１のスロット３４
内にフック部材４２を挿入した後、アクチュエータ３５
のロッド３７を伸ばして図１６に示すようにフック部材
４２とスロット３４の外方縁とを係合させる。それと同
時に、ばね４１の作用により、フック部材４２は引きバ
ー３６との間にフォトマスク１０１をクランプする。

【００７９】図１７に示すように、引きバー３６はスラ
イドガイド４３によって前後に滑動可能に案内されてお
り、スライドガイド４３は、ばね４４によってガイドプ
レート４５の孔内にフローティング状態に支持されてい
る。したがって、フォトマスク１０１を把持するそれぞ
れの引きバー３６およびフック部材４２は個別に横方向
の移動が可能である。

【００８０】図１８は、スロット付きフォトマスク１０
１の周縁がストレッチユニット１０３によって保持され
ている状態を示す正面図であり、図１９は、スロット付
きフォトマスク１０１およびストレッチユニット１０３
を用いた位置合わせ装置の横断面図である。

【００８１】ストレッチユニット１０３は、図２０に示
すように矩形のフォトマスク１０１の４つのコーナー部
にも配置することができる。また、図２１に示すように
円形のフォトマスク１０１の周辺に任意の間隔でストレ
ッチユニット１０３を配置するようにしてもよい。

【００８２】フォトマスク１０１のスロット３４の代わ
りに円形の孔を設けた場合、ストレッチユニット１０３
のフック部材４２を真直なピン部材とすることができ
る。この場合には、フォトマスク１０１をクランプする
ことを要しない。円形の孔は、ハトメなどで周囲を強化
することが望ましい。

【００８３】これまでに述べた実施例では、引張力を受
けたときに伸長容易なフィルムフォトマスクおよびフィ
ルムフォトマスクより肉厚なシートフォトマスクに関し
て説明してきた。しかしながら、例えば肉厚のアクリル
板のように、圧縮力を受けて変形可能なものもフォトマ
スクとして使用可能である。このようなプレート状フォ
トマスクに適用されるアクチュエータ組立体としては、
押し作用のみを行うもの、あるいは押し作用および引き
作用を行うものを使用することもできる。これらのアク
チュエータ組立体は、プレート状フォトマスクの周縁の
少なくとも一部に圧縮力を加えて該フォトマスクを弾性
的に圧縮変形させることにより、フォトマスクおよび基
板のそれぞれの対応する位置合わせマーク相互間の位置
ずれ量を所定の値にすることができる。

【００８４】図２２および図２３には、プレート状フォ
トマスク２０１の周縁に、押し作用および引き作用が可
能な複数のアクチュエータ組立体２０３を配置した状態
を示す。アクチュエータ組立体２０３の前端にはクラン
プ機構４６が設けられている。したがって、アクチュエ
ータ組立体２０３は、押し作用によりフォトマスク２０
１を圧縮変形させるだけでなく、引き作用によってフォ
トマスク２０１を引張変形させることもできる。

【００８５】押し作用のみを行うアクチュエータ組立体
を使用した場合には、クランプ機構はなくともよい。プ
レート状フォトマスクと押し作用が可能なアクチュエー
タ組立体とを使用した位置合わせも、前述したフィルム
状またはシート状フォトマスクとストレッチユニットと
を使用した位置合わせの場合と同様の手順で行う。異な
る点は、フォトマスクの周縁に圧縮力を加えて弾性的に
圧縮変形させることである。

【００８６】図２４は、フォトマスク１と基板６との距
離をあけ、この間にレンズ４７を配置した実施例を示
す。フォトマスク１上のパターンは、レンズ４７によっ
て縮小されて基板６上に露光される。この方法は、フォ
トマスクと基板とを接近または接触させる方法と比べて
精度および解像度においてすぐれ、また、縮小比率を変
えることもできるので、特に半導体および液晶用ガラス
基板の露光に適している。

【００８７】この実施例は、図２に示したようなアライ
メント機構４８と図５に示すようなストレッチユニット
３とを有している。フォトマスク１の背後から照射され
る光により、フォトマスク１上のパターンはレンズ４７
を介して縮小されて基板上に結像する。

【００８８】照射光には紫外線が使用されるが、アライ
メント時に照射される紫外線によって基板６が露光され
ないよう、アライメント時には、位置合わせマークをＣ
ＣＤカメラ（図示せず）で読み取ることのできる最小の
光量となるよう紫外線量を減じることが望ましい。

【００８９】フォトマスクに力を加えて弾性変形させる
ことによりフォトマスクと基板との位置合わせが正しく
行われた後、露光が行われる前にフォトマスクがわずか
にでも動くと不良品を作ることになる。そこで、位置合
わせ後のフォトマスクを固定することが望ましい。フォ
トマスクの固定方法としては、第１に、フォトマスクの
周縁を真空吸引により吸着固定する、第２に、フォトマ
スクの周縁に力を加えているアクチュエータ組立体の機
構の一部をロックする、第３に、フォトマスクの周縁
を、上記アクチュエータ組立体とは別のストッパで固定
する、などがある。

【００９０】第１の方法は、例えば、図７および図８に
示したフォトマスク仮止め用の孔２３を利用して、位置
合わせ終了後に孔２３を通じて真空吸引することにより
実施することもできる。

【００９１】第２の方法は、例えば、図１４および図１
６に示したストレッチユニット１０３の引きバー３６を
別のアクチュエータによってロックすることによって実
施することもできる。

【００９２】第３の方法は、例えば、図１４および図１
６に示したストレッチユニット１０３の引きバー３６の
間に別のフォトマスククランプ装置を設けることによっ
て実施することもできる。

【００９３】本発明による位置合わせ方法の別の実施例
として、位置ずれ量の決定と該位置ずれ量を所定の値と
するためのフォトマスクの変形とをそれぞれ第１ステー
ションおよび第２ステーションで行う方法がある。ま
た、この方法にも２通りある。

【００９４】第１の方法は、まず、フォトマスクの位置
合わせマークの位置をあらかじめ検出しておいてこれを
基準値として記憶しておく。例えば、ＣＣＤカメラのＸ
Ｙ方向に並べられた格子状光素子のアドレスとして読み
取り且つ記憶させることができる。フォトマスクの位置
合わせマークの位置の検出を第１ステーションにおいて
行い、その後、フォトマスクを第２ステーション（露光
ステーション）に送ってもよい。次に、第１ステーショ
ンにおいて基板の位置合わせマークの位置をＣＣＤカメ
ラのような検出手段により検出する。この検出値と先の
基準値とを比較することにより、基板とフォトマスクと
のそれぞれの対応する位置合わせマーク相互間の位置ず
れ量が決定される。この位置ずれ量に基づき、第２ステ
ーションに配置されたフォトマスクの周縁の少なくとも
一部に力が加えられ、フォトマスクが変形することによ
り位置ずれ量が所定の値とされる。

【００９５】第２の方法においては、第１ステーション
に基板および基準部材が配置される。この基準部材は、
実際に露光作業に使用されるフォトマスクの位置合わせ
マークと一致する位置合わせマークを有するマスターフ
ォトマスクのようなものとすることができる。第１ステ
ーションにおいて、ＣＣＤカメラのような検出手段によ
り基準部材と基板とのそれぞれの対応する位置合わせマ
ーク相互間の位置ずれ量が検出される。基準部材とフォ
トマスクとの位置合わせマークは、互いに一致している
から、これによってフォトマスクと基板とのそれぞれ対
応する位置合わせマーク相互間の位置ずれ量が検出され
たことになる。この検出された位置ずれ量に基づいて第
２ステーションに配置されたフォトマスクが変形され、
該位置ずれ量が所定の値とされるのは上記方法と同様で
ある。

【００９６】上記２つの方法のいずれにしろ、基板は相
次いで第１ステーションにて位置合わせマークの位置を
検出されては第２ステーションへと送られ、そこで露光
される。フォトマスクは第２ステーションにとどまり、
第１ステーションで基板ごとに決定された位置ずれ量に
基づいて変形され、露光作業に備える。このようにする
と、第２ステーションで露光作業を行っている間に第１
ステーションで次の基板に関する位置ずれ量の決定を行
うことができるので、基板１枚当たりの処理時間が大幅
に短縮されることになる。

【００９７】ある程度の枚数の基板を処理する間は、一
度設定された基準値または基準部材を続けて使用するこ
とができる。しかしながら、例えばロットが変わるとき
に、フォトマスクの位置合わせマークの位置をあらため
て検出し直して新たな基準値を設定したり、新たな基準
部材を使用するようにしてもよい。

【００９８】これらの方法においては、基板が露光のた
めに第１ステーションから第２ステーションへと送られ
て配置されたときには、その基板とフォトマスクとの位
置合わせマーク相互間の位置ずれ量は、多くの場合、許
容範囲内で既に所定の値とされているので、そのまま露
光を行うことができる。しかしながら、第２ステーショ
ンで位置合わせマーク相互間の位置ずれ量を検出手段
（例えばＣＣＤカメラ）によってあらためて検出した結
果、該位置ずれ量が許容範囲を越えている場合には、そ
の位置ずれ量に基づき、フォトマスクの周縁に力を加え
て該フォトマスクをその面内で再び弾性的に変形させる
ことにより、該位置ずれ量を所定の値としてから露光を
行うことができる。

【００９９】本発明を実施する場合、フォトマスクは外
力を受けて強制的に変形される。しかしながらフォトマ
スク、特にフィルム状フォトマスクは、温度または湿度
変化によっても伸縮する傾向にある。そこで、本発明を
実施するにあたって、かかる温度または湿度変化による
フォトマスクの変形量を、外力によるフォトマスクの変
形量と併せ考えることによって、フォトマスクおよび基
板のそれぞれの位置合わせマーク間の位置ずれ量を所定
の値にするようにしてもよい。

【０１００】

【発明の効果】本発明の位置合わせ方法および位置合わ
せ装置によれば、大型基板に対してもフォトマスクを高
精度で適正に位置合わせできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による位置合わせ方法を実施するための
システムの一実施例を示す図。

【図２】基板ホルダをその面内で移動させる機構を示す
図。

【図３】位置合わせマーク相互間の位置ずれを修正する
一つの態様を示す図。

【図４】位置合わせマーク相互間の位置ずれを修正する
もう一つの態様を示す図。

【図５】本発明による位置合わせ装置の一実施例を示す
横断面図。

【図６】フォトマスクの周縁がストレッチユニットによ
って保持されている状態を示す正面図。

【図７】クランプ解放状態にあるストレッチユニットの
拡大側面図。

【図８】クランプ状態にあるストレッチユニットの拡大
側面図。

【図９】図８のストレッチユニットの拡大平面図。

【図１０】図９のストレッチユニットの拡大正面図。

【図１１】フォトマスクのコーナーの切り欠きの一実施
例を示す拡大正面図。

【図１２】フォトマスクのコーナーの切り欠きの別の実
施例を示す拡大正面図。

【図１３】周縁にスロットを有するフォトマスクの平面
図。

【図１４】ストレッチユニットの一実施例の平面図。

【図１５】図１４に示すストレッチユニットの断片側面
図。

【図１６】図１４に示すストレッチユニットの側面図。

【図１７】図１４におけるＡ−Ａ断面図。

【図１８】スロット付きフォトマスクの周縁にストレッ
チユニットを配置した状態を示す平面図。

【図１９】スロット付きフォトマスクおよびストレッチ
ユニットを用いた位置合わせ装置の横断面図。

【図２０】図１８と同様の図であるが、別の変形実施例
を示す。

【図２１】図１８と同様の図であるが、さらに別の変形
実施例を示す。

【図２２】プレート状フォトマスクの周縁に押し作用お
よび引き作用可能なアクチュエータ組立体を配置した状
態を示す平面図。

【図２３】図２２に示すフォトマスクおよびアクチュエ
ータ組立体の側面図。

【図２４】フォトマスクと基板との間にレンズを配置し
た装置の一実施例を示す側面図。

【符号の説明】１フォトマスク、２透明板、３ストレッチユニッ
ト、４クランプ部材、５マスクマーク（位置合わせ
マーク）、６基板、７基板ホルダ、８基板マーク
（位置合わせマーク）、９ＣＣＤカメラ、１０映像
処理装置、１１位置ずれ量演算装置、１２エアー圧力
制御装置、１３電−空変換型エアー圧力レギュレー
タ、１４切替弁、１５圧縮ばね装置、１６圧縮ば
ね装置、１７圧縮ばね装置、１８可動板、１９第
１ベース、２０連結ロッド、２１第２ベース、２２
孔、２３孔、２４エアシリンダ、２５支持部材、
２６センターピン、２７マウント、２８弾性体、
２９溝、３０凸条部、３１スライドベアリング装
置、３２、３２ａ切り欠き、３３アクチュエータ、
３４スロット、３５アクチュエータ、３６引きバ
ー、３７ロッド、３８リニアベアリング、３９プ
レート、４０圧縮ばね、４１圧縮ばね、４２フッ
ク部材、４３スライドガイド、４４ばね、４５ガ
イドプレート、４６クランプ機構、４７レンズ、４
８アライメント機構、１０１フォトマスク、１０３
ストレッチユニット、２０１プレート状フォトマス
ク、２０３アクチュエータ組立体。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１０月２日（２００２．１０．
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】露光における位置合わせ装置

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光における位置合わせ方法において、パターンが描かれ且つ複数個の位置合わせマークを有す
るフォトマスクを準備する段階と、前記フォトマスクの位置合わせマークに対応する複数個
の位置合わせマークを有する基板を、その露光すべき面
を前記フォトマスクに向けて配置する段階と、前記フォトマスクおよび前記基板のそれぞれの対応する
位置合わせマーク相互間の位置ずれ量を検出する段階
と、前記フォトマスクの周縁の少なくとも一部に力を加えて
該フォトマスクをその面内で弾性的に変形させることに
より、前記位置ずれ量を所定の値にする段階と、からなる位置合わせ方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法において、前記位置ずれ量の検出は、前記フォトマスクおよび前記
基板のそれぞれの位置合わせマークを撮影するＣＣＤカ
メラからの映像信号を処理して行われること、を特徴とする位置合わせ方法。
【請求項３】請求項１または２に記載の方法におい
て、前記力は、前記フォトマスクの周縁に沿って配置された
複数個のアクチュエータ組立体であって、それぞれが個
別に作動可能となされているアクチュエータ組立体のな
かの、選択されたものを作動させることによって前記フ
ォトマスクに加えられること、を特徴とする位置合わせ方法。
【請求項４】請求項３に記載の方法において、前記複数個のアクチュエータ組立体のうち作動すべきア
クチュエータ組立体の選択および選択されたアクチュエ
ータ組立体がそれぞれ前記フォトマスクに加える力の大
きさが、該力とフォトマスクの変形量との関係を示すデ
ータと、前記検出された位置ずれ量とに基づいて決定さ
れること、を特徴とする位置合わせ方法。
【請求項５】請求項３または４に記載の方法におい
て、前記フォトマスクが矩形をしており、該矩形の互いに対
向する二辺のうちの一方の辺に沿って配置された前記ア
クチュエータ組立体のみが作動されること、を特徴とする位置合わせ方法。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の方
法において、前記フォトマスクの複数個の位置合わせマーク相互間の
距離が、前記基板の対応する複数個の位置合わせマーク
相互間の距離よりもわずかに小さく又は大きく設定され
ており、それによって、前記フォトマスクが弾性的に伸
長又は圧縮されてはじめて前記フォトマスクおよび前記
基板の互いに対応する位置合わせマーク間の位置ずれ量
が所定の値になるようになされていること、を特徴とする位置合わせ方法。
【請求項７】露光における位置合わせ方法において、パターンが描かれ且つ複数個の位置合わせマークを有す
るフォトマスクの該位置合わせマークの位置を基準値と
して記憶する段階と、前記フォトマスクの前記位置合わせマークに対応する複
数個の位置合わせマークを有する基板を第１ステーショ
ンに配置し、前記フォトマスクを第２ステーションに配
置する段階と、第１ステーションにて前記基板の位置合わせマークの位
置を検出手段によって検出し、その検出値を前記基準値
と比較することにより、前記基板および前記フォトマス
クのそれぞれの対応する位置合わせマーク相互間の位置
ずれ量を決定する段階と、前記決定された位置ずれ量に基づき、第２ステーション
にて前記フォトマスクの周縁の少なくとも一部に力を加
えて該フォトマスクをその面内で弾性的に変形させるこ
とにより、前記決定された位置ずれ量を所定の値にする
段階と、からなる位置合わせ方法。
【請求項８】露光における位置合わせ方法において、複数個の位置合わせマークを有する基板を第１ステーシ
ョンに配置し、パターンが描かれ且つ前記基板の前記位
置合わせマークに対応する複数個の位置合わせマークを
有するフォトマスクを第２ステーションに配置し、さら
に、前記フォトマスクの前記位置合わせマークと一致す
る位置合わせマークを有する基準部材を第１ステーショ
ンにて前記基板に対向するように配置する段階と、第１ステーションにて前記基準部材および前記基板のそ
れぞれの対応する位置合わせマーク相互間の位置ずれ量
を検出することにより、前記フォトマスクおよび前記基
板のそれぞれの対応する位置合わせマーク相互間の位置
ずれ量を検出する段階と、前記検出された位置ずれ量に基づき、第２ステーション
にて前記フォトマスクの周縁の少なくとも一部に力を加
えて該フォトマスクをその面内で弾性的に変形させるこ
とにより、前記フォトマスクおよび前記基板のそれぞれ
の対応する位置合わせマーク相互間の前記検出された位
置ずれ量を所定の値にする段階と、からなる位置合わせ方法。
【請求項９】露光における位置合わせ装置であって、パターンが描かれたフォトマスクに設けられた複数の位
置合わせマークに対応する複数個の位置合わせマークを
有する基板を、その露光すべき面を前記フォトマスクに
向けて保持するための基板保持手段と、前記フォトマスクおよび前記基板のそれぞれの対応する
位置合わせマーク相互間の位置ずれ量を検出するための
検出手段と、前記位置ずれ量を所定の値にすべく、前記フォトマスク
の周縁の少なくとも一部に力を加えて該フォトマスクを
その面内で弾性的に変形させるための力付与手段と、を備えてなる位置合わせ装置。
【請求項１０】請求項９に記載の装置において、前記検出手段が、前記フォトマスクおよび前記基板のそ
れぞれの位置合わせマークを撮影するＣＣＤカメラを含
むこと、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項１１】請求項９または１０に記載の装置にお
いて、前記力付与手段が、前記フォトマスクの周縁に沿って配
置された複数個のアクチュエータ組立体であって、それ
ぞれが一端にて前記周縁と接続するための接続手段を有
し且つ個別に作動可能となされているアクチュエータ組
立体を含むこと、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項１２】請求項１１に記載の装置において、前記アクチュエータ組立体がエアシリンダ装置であるこ
と、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項１３】請求項１１または１２に記載の装置に
おいて、前記力とフォトマスクの変形量との関係を示すデータ
と、前記検出手段によって検出された位置ずれ量とか
ら、該位置ずれ量を所定の値にするために作動すべきア
クチュエータ組立体の選択および選択されたアクチュエ
ータ組立体がそれぞれ前記フォトマスクに加えるべき力
の大きさを決定するためのプロセッサがさらに設けられ
ていること、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項１４】請求項１１ないし１３のいずれかに記
載の装置において、前記アクチュエータ組立体の前記接続手段が、前記フォ
トマスクの表面に垂直に延びるセンターピンによって回
動可能に設けられていること、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項１５】請求項１１ないし１４のいずれかに記
載の装置において、前記アクチュエータ組立体のそれぞれが、その作動方向
に対して横方向に移動可能となされていること、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項１６】請求項１１ないし１５のいずれかに記
載の装置において、前記アクチュエータ組立体の前記接続手段は、一対のク
ランプ部材であり、該クランプ部材のそれぞれは、前記
アクチュエータ組立体の作動方向に沿って延びる少なく
とも１本の溝によって互いに間隔をおかれた複数の断面
矩形の細長い凸条部を有しており、それぞれのクランプ
部材の互いに対向する凸条部の頂面間で前記フォトマス
クの前記周縁をクランプするようになされており、該凸
条部は弾性体でできており、それによって、該凸条部
は、前記フォトマスクから前記アクチュエータ組立体の
作動方向に力を受けたときには変形しにくいが、前記フ
ォトマスクから前記アクチュエータ組立体の作動方向に
対して横方向の力を受けたときには容易に弾性的に変形
することにより、前記フォトマスクをクランプしたまま
該フォトマスクの横方向移動を許容するようになされて
いること、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項１７】請求項１１ないし１５のいずれかに記
載の装置において、前記アクチュエータ組立体の前記接続手段が、真空吸引
孔を有するブロックであり、該ブロックを前記フォトマ
スクの前記周縁の一方の面に当てて該周縁を真空吸着す
るようになされていること、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項１８】請求項１１ないし１５のいずれかに記
載の装置において、前記アクチュエータ組立体の前記接続手段が、粘着層を
有するブロックであり、該ブロックを前記フォトマスク
の前記周縁の一方の面に当てて該周縁を接着保持するよ
うになされていること、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項１９】請求項１７または１８に記載の装置に
おいて、前記ブロックが、前記アクチュエータ組立体の作動方向
に沿って延びる少なくとも１本の溝によって互いに間隔
をおかれた複数の断面矩形の細長い凸条部を有してお
り、該凸条部の頂面が前記フォトマスクの前記周縁の一
方の面に当てられるようになされており、該凸条部は弾
性体でできており、それによって、該凸条部は、前記フ
ォトマスクから前記アクチュエータ組立体の作動方向に
力を受けたときには変形しにくいが、前記フォトマスク
から前記アクチュエータ組立体の作動方向に対して横方
向の力を受けたときには容易に弾性的に変形することに
より、前記フォトマスクを接続したまま該フォトマスク
の横方向移動を許容するようになされていること、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項２０】請求項１１ないし１９のいずれかに記
載の装置において、前記フォトマスクの、前記アクチュエータ組立体の前記
接続手段と接していない４つのコーナー部分が切り欠か
れていること、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項２１】請求項１１ないし１５のいずれかに記
載の装置において、前記フォトマスクの周縁には複数の開口が形成されてお
り、前記アクチュエータ組立体の前記接続手段は、該開
口内に挿入されて該開口の縁と係合する突起部材を有し
ていること、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項２２】請求項２１に記載の装置において、前記接続手段が、フォトマスクをクランプするためのク
ランプ機構を備え、前記突起部材が前記クランプ機構の
一部を形成していること、を特徴とする位置合わせ装置。
【請求項２３】請求項９ないし２２のいずれかに記載
の装置において、前記フォトマスクと前記基板との間に配置され、前記フ
ォトマスク上のパターンを前記基板上に結像させるため
のレンズを備えること、を特徴とする位置合わせ装置。