JP2003156860A - 露光における位置合わせ装置 - Google Patents

露光における位置合わせ装置

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JP2003156860A
JP2003156860A JP2002256597A JP2002256597A JP2003156860A JP 2003156860 A JP2003156860 A JP 2003156860A JP 2002256597 A JP2002256597 A JP 2002256597A JP 2002256597 A JP2002256597 A JP 2002256597A JP 2003156860 A JP2003156860 A JP 2003156860A
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Eiichi Miyake
栄一 三宅
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San Ei Giken Inc
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

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)、9 CCD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 (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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。
  8. 【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。
  9. 【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。
  10. 【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。
  11. 【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。
  12. 【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。
  13. 【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。
  14. 【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。
  15. 【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。
  16. 【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。
  17. 【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。
  18. 【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。
  19. 【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。
  20. 【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。
  21. 【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。
  22. 【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。
  23. 【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。
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