JP2012049326A

JP2012049326A - Positioning device of mask and method of calculating center of rotation of mask

Info

Publication number: JP2012049326A
Application number: JP2010189852A
Authority: JP
Inventors: Yuta Hoshi; 雄太星; Hiromitsu Hashimoto; 裕充橋本
Original assignee: NSK Technology Co Ltd
Current assignee: NSK Technology Co Ltd
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2012-03-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioning device of a mask which can determine the coordinates of the center of rotation of a mask stage with high precision and can position a mask and a substrate with high precision, and to provide a method of calculating the center of rotation of a mask.SOLUTION: The positioning device 70 comprises a mask stage 10 with a rotation mechanism 16x, a plurality of alignment cameras 18 which detect a plurality of alignment marks Mm, Wm provided on a mask M and a substrate W, and a controller 71 which controls operation of the mask stage 10 so that the position of each alignment mark Mm, Wm is aligned using images obtained by the alignment cameras 18. The alignment cameras 18 capture the images of alignment marks Mm, Wm corresponding to respective alignment cameras 18. The image of each alignment mark Mm, Wm is captured again after rotating the mask stage 10, and then the coordinates of the rotation center E of the mask stage 10 is calculated.

Description

本発明は、マスクの位置決め装置及びマスクの回転中心算出方法に関し、より詳細には、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイの基板上にマスクの位置の回転中心を算出し、マスク位置決めを行うマスクの位置決め装置及びマスクの回転中心算出方法に関する。 The present invention relates to a mask positioning apparatus and a mask rotation center calculation method, and more specifically, calculates a rotation center of a mask position on a substrate of a large flat panel display such as a liquid crystal display or a plasma display, and mask positioning. The present invention relates to a mask positioning apparatus and a mask rotation center calculation method.

従来、基板を露光するためのマスクの位置を補正する方法が種々考案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。特許文献１は、アライメントマークの画像データ、及び測長されたステージ位置の座標データから算出されるアライメントマークの取得画像上の傾きと、ステージ走行方向のステージ座標軸との傾きとから、実際のマスクとステージ座標軸との傾きを算出して、マスクの回転補正を行っている。また、特許文献２は、複数の基板マークとマスクマークとのずれ検出を行って、複数の基板マークとマスクマークとのずれの最大値を求める。このずれ検出を複数回行って得られたずれの最大値の中の最小値が所定値以下である場合、その時の位置合わせの位置を最適位置と判定している。 Conventionally, various methods for correcting the position of a mask for exposing a substrate have been devised (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 discloses an actual mask based on the inclination of the alignment mark on the acquired image calculated from the alignment mark image data and the coordinate data of the measured stage position, and the inclination of the stage coordinate axis in the stage running direction. The rotation of the mask is corrected by calculating the inclination between the axis and the stage coordinate axis. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228620 detects deviation between a plurality of substrate marks and mask marks, and obtains a maximum value of deviation between the plurality of substrate marks and mask marks. When the minimum value among the maximum values of deviation obtained by performing this deviation detection a plurality of times is equal to or less than a predetermined value, the position for alignment at that time is determined as the optimum position.

特開２００７−９３８２６号公報JP 2007-93826 A 特開２００５−２７４６８７号公報JP 2005-274687 A

しかしながら、特許文献１に開示されているマスク検査装置におけるアライメント方法及び評価方法は、ステージの座標軸に対して、マスクの傾きを求め、マスクの位置を回転させてマスクとステージの座標軸の傾きを補正するものであり、マスクと基板とのズレは補正されておらず、精度良くパネルを作成することができない問題があった。また、特許文献２の露光装置及び位置合わせ方法によると、基板上に表示されている複数のアライメントマークと、マスク上に表示されている複数のアライメントマークを合わせることによって、マスクと基板とのズレを補正してズレ防止を図っているが、複数のアライメントマークを複数回に亘って合わせるので、処理に多くの時間を要し、全体的にスループットが遅くなるという問題があり、改善の余地があった。 However, the alignment method and the evaluation method in the mask inspection apparatus disclosed in Patent Document 1 calculate the inclination of the mask with respect to the coordinate axis of the stage, and correct the inclination of the coordinate axis of the mask and the stage by rotating the position of the mask. Therefore, the deviation between the mask and the substrate is not corrected, and there is a problem that the panel cannot be produced with high accuracy. Further, according to the exposure apparatus and alignment method disclosed in Patent Document 2, the mask and the substrate are displaced by aligning the plurality of alignment marks displayed on the substrate with the plurality of alignment marks displayed on the mask. However, there is a problem that it takes a lot of time for processing and slows down the throughput as a whole, and there is room for improvement. there were.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステージの回転中心の座標を精度良く求め、これによりマスクと基板との位置決めを高精度で行うことができるマスクの位置決め装置及び回転中心算出方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to determine the coordinates of the rotation center of the stage with high accuracy, thereby positioning the mask and the substrate with high accuracy. An apparatus and a rotation center calculation method are provided.

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）マスクを保持するとともに、回転機構を具備するマスクステージと、
前記マスクと基板のそれぞれに設けられた少なくとも２箇所のアライメントマークに向けて設置され、前記各アライメントマークを検知するための複数の撮像手段と、
前記撮像手段により得られた画像を用いて前記各アライメントマークの位置が合うように前記マスクステージの動作を制御する制御装置と、
を備えるマスクの位置決め装置であって、
前記各撮像手段にそれぞれ対応する前記マスクと前記基板のアライメントマークを撮像し、前記各アライメントマークの位置が合うように前記マスクステージを回転させた後、前記各撮像手段で前記各アライメントマークを再度撮像して、マスクステージの回転中心の座標を算出することを特徴とするマスクの位置決め装置。
（２）マスクを保持するとともに、回転機構を具備するマスクステージと、
マスクと基板のそれぞれに設けられた少なくとも２箇所のアライメントマークに向けて設置され、前記各アライメントマークを検知するための複数の撮像手段と、
前記撮像手段により得られた画像を用いて前記各アライメントマークの位置が合うように前記マスクステージの動作を制御する制御装置と、
を備え、前記マスクの回転ずれの補正に必要な前記マスクの回転中心座標を求めるマスクの回転中心算出方法であって、
前記各撮像手段によってそれぞれ対応する前記アライメントマークを撮像する工程と、
前記各アライメントマークの位置が合うように前記各アライメントマークが対応する前記撮像手段の視野から出ない範囲でマスクステージを回転する工程と、
前記各撮像手段で前記アライメントマークを再度撮像する工程と、
前記マスクステージの回転前後で得られた画像と前記アライメントマークの位置から、前記マスクステージの回転中心の座標を算出する工程と、
を有することを特徴とするマスクの回転中心算出方法。 The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) A mask stage that holds a mask and includes a rotation mechanism;
A plurality of imaging means for detecting each alignment mark, which are installed toward at least two alignment marks provided on each of the mask and the substrate;
A control device for controlling the operation of the mask stage so that the alignment marks are positioned using the image obtained by the imaging means;
A mask positioning device comprising:
After imaging the mask and the alignment mark on the substrate respectively corresponding to the imaging means, rotating the mask stage so that the alignment marks are aligned, the alignment marks are again read by the imaging means. A mask positioning apparatus that performs imaging and calculates coordinates of a rotation center of a mask stage.
(2) a mask stage that holds the mask and includes a rotation mechanism;
A plurality of imaging means installed to face at least two alignment marks provided on each of the mask and the substrate, and for detecting each of the alignment marks;
A control device for controlling the operation of the mask stage so that the alignment marks are positioned using the image obtained by the imaging means;
A rotation center calculation method of the mask for obtaining the rotation center coordinates of the mask necessary for correcting the rotation deviation of the mask,
Imaging the corresponding alignment marks respectively by the imaging means;
Rotating the mask stage within a range that does not come out of the field of view of the imaging means corresponding to the alignment marks so that the alignment marks are aligned;
Imaging the alignment mark again with each imaging means;
Calculating coordinates of the rotation center of the mask stage from the images obtained before and after the rotation of the mask stage and the position of the alignment mark;
A method for calculating the center of rotation of a mask, comprising:

本発明のマスクの位置決め装置及びマスクの回転中心算出方法によれば、基板とマスク上にそれぞれ設けられた少なくとも２個のアライメントマークを、マスクの移動前後で２回撮像し、得られた各画像から各マークの位置を示す点の座標を計測し、これらの座標から求めた各マークの移動量とあらかじめ入力されたマーク間の距離とを用いてマスクの回転角度を算出する。さらに、回転角度と点の座標とを用いてステージの回転中心の座標を算出し、新しい基板を露光する際に、該算出した回転中心の座標を用いてマスク位置の回転補正を行うようにしたので、精度よく基板とマスクとを位置決めすることができ、マスクのスリットと着色パターンがずれる虞がなく、且つ、コンピューターの処理時間を少なくして効率的に基板とマスクとを位置決めすることができる。 According to the mask positioning apparatus and the mask rotation center calculation method of the present invention, at least two alignment marks respectively provided on the substrate and the mask are imaged twice before and after the movement of the mask, and each image obtained is obtained. Then, the coordinates of a point indicating the position of each mark are measured, and the rotation angle of the mask is calculated using the movement amount of each mark obtained from these coordinates and the distance between the marks inputted in advance. Furthermore, the coordinates of the rotation center of the stage are calculated using the rotation angle and the coordinates of the points, and when the new substrate is exposed, the rotation of the mask position is corrected using the coordinates of the calculated rotation center. Therefore, the substrate and the mask can be positioned with high accuracy, there is no possibility that the slits of the mask and the coloring pattern are shifted, and the processing time of the computer can be reduced and the substrate and the mask can be positioned efficiently. .

本発明の位置決め装置及び回転中心算出方法が適用された近接露光装置を説明するための一部分解斜視図である。1 is a partially exploded perspective view for explaining a proximity exposure apparatus to which a positioning apparatus and a rotation center calculation method of the present invention are applied. 図１に示す近接露光装置の正面図である。It is a front view of the proximity exposure apparatus shown in FIG. 図１に示すマスク保持部の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the mask holding | maintenance part shown in FIG. 図１に示すマスクステージの断面図である。It is sectional drawing of the mask stage shown in FIG. 位置決め装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a positioning device. マスクの移動前後におけるマスクアライメントマーク位置を示す図である。It is a figure which shows the mask alignment mark position before and behind the movement of a mask. マスクと基板の位置合わせ手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the alignment procedure of a mask and a board | substrate. マスクと基板の位置合わせ手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the alignment procedure of a mask and a board | substrate.

以下、本発明に係るマスクの位置決め装置を備える露光装置について、図面に基づいて詳細に説明する。 An exposure apparatus including a mask positioning apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図１に示すように、近接露光装置１は、マスクＭを保持するマスクステージ１０と、ガラス基板Ｗを保持する基板ステージ２０と、パターン露光用の照射手段としての照明光学系３０と、基板ステージ２０をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動し、且つ基板ステージ２０のチルト調整を行う基板ステージ移動機構４０と、マスクステージ１０及び基板ステージ移動機構４０を支持する装置ベース５０と、マスクＭとガラス基板Ｗとの位置合わせ制御を含み、近接露光装置１の全体の作動を制御する制御装置７１と、を備える。 As shown in FIG. 1, the proximity exposure apparatus 1 includes a mask stage 10 that holds a mask M, a substrate stage 20 that holds a glass substrate W, an illumination optical system 30 as an irradiation unit for pattern exposure, and a substrate stage. A substrate stage moving mechanism 40 that moves the substrate 20 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions and adjusts the tilt of the substrate stage 20; a device base 50 that supports the mask stage 10 and the substrate stage moving mechanism 40; And a control device 71 that controls the overall operation of the proximity exposure apparatus 1.

なお、ガラス基板Ｗ（以下、単に「基板Ｗ」と称する。）は、マスクＭに対向配置されており、このマスクＭに描かれたマスクパターンを露光転写すべく表面（マスクＭの対向面側）に感光剤が塗布されている。また、マスクＭは、溶融石英からなり、長方形状に形成されている。 Note that a glass substrate W (hereinafter simply referred to as “substrate W”) is disposed to face the mask M, and a surface (on the opposite surface side of the mask M) for exposing and transferring a mask pattern drawn on the mask M. ) Is coated with a photosensitive agent. The mask M is made of fused quartz and has a rectangular shape.

説明の便宜上、照明光学系３０から説明すると、照明光学系３０は、紫外線照射用の光源である例えば高圧水銀ランプ３１と、この高圧水銀ランプ３１から照射された光を集光する凹面鏡３２と、この凹面鏡３２の焦点近傍に切替え自在に配置された二種類のオプチカルインテグレータ３３と、光路の向きを変えるための平面ミラー３５，３６及び球面ミラー３７と、この平面ミラー３６とオプチカルインテグレータ３３との間に配置されて照射光路Ｐを開閉制御する露光制御用シャッター３４と、を備える。 For convenience of explanation, the illumination optical system 30 will be described. The illumination optical system 30 is, for example, a high-pressure mercury lamp 31 that is a light source for ultraviolet irradiation, and a concave mirror 32 that collects light emitted from the high-pressure mercury lamp 31. Between the two types of optical integrators 33, which are switchably arranged near the focal point of the concave mirror 32, the plane mirrors 35 and 36 and the spherical mirror 37 for changing the direction of the optical path, and between the plane mirror 36 and the optical integrator 33. And an exposure control shutter 34 that controls the opening and closing of the irradiation light path P.

そして、照明光学系３０では、露光時に露光制御用シャッター３４が開制御されると、高圧水銀ランプ３１から照射された光が光路Ｐを経て、マスクステージ１０に保持されるマスクＭ、さらには基板ステージ２０に保持される基板Ｗの表面に対して垂直にパターン露光用の平行光として照射される。これにより、マスクＭのマスクパターンが基板Ｗ上に露光転写される。 In the illumination optical system 30, when the exposure control shutter 34 is controlled to be opened at the time of exposure, the light irradiated from the high-pressure mercury lamp 31 passes through the optical path P, and the mask M held on the mask stage 10, and further the substrate. Irradiated as parallel light for pattern exposure perpendicular to the surface of the substrate W held on the stage 20. Thereby, the mask pattern of the mask M is exposed and transferred onto the substrate W.

マスクステージ１０は、図１〜図４に示すように、中央部に矩形形状の開口部１１ａが形成されるマスクステージベース１１と、マスクステージベース１１の開口部１１ａにＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動可能に装着されるマスク保持枠１２と、マスク保持枠１２に取り付けられ、マスクＭを吸着保持するチャック部１４と、マスク保持枠１２とチャック部１４とをＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動させ、このマスク保持枠１２に保持されるマスクＭの位置を調整するマスク位置調整機構１６と、を備える。 As shown in FIGS. 1 to 4, the mask stage 10 includes a mask stage base 11 in which a rectangular opening 11 a is formed at the center, and an X axis, a Y axis, and θ on the opening 11 a of the mask stage base 11. The mask holding frame 12 that is mounted so as to be movable in the direction, the chuck portion 14 that is attached to the mask holding frame 12 and sucks and holds the mask M, and the mask holding frame 12 and the chuck portion 14 are connected to the X axis, the Y axis, and the θ axis. And a mask position adjusting mechanism 16 that adjusts the position of the mask M held in the mask holding frame 12.

マスクステージベース１１は、装置ベース５０上に立設される支柱５１、及び支柱５１の上端部に設けられるＺ軸移動装置５２によりＺ軸方向に移動可能に支持され、基板ステージ２０の上方に配置される。Ｚ軸移動装置５２は、例えば、モータ及びボールねじ等からなる電動アクチュエータ、或いは空圧シリンダ等を備え、単純な上下動作を行うことにより、マスクステージ１０を所定の位置まで昇降させる。なお、Ｚ軸移動装置５２は、マスクＭの交換や、ワークチャック２１の清掃等の際に使用される。 The mask stage base 11 is supported by a column 51 standing on the apparatus base 50 and a Z-axis moving device 52 provided at the upper end of the column 51 so as to be movable in the Z-axis direction, and is disposed above the substrate stage 20. Is done. The Z-axis moving device 52 includes, for example, an electric actuator including a motor and a ball screw, a pneumatic cylinder, or the like, and moves the mask stage 10 up and down to a predetermined position by performing a simple vertical movement. The Z-axis moving device 52 is used for exchanging the mask M, cleaning the work chuck 21, and the like.

図４に示すように、マスクステージベース１１の開口部１１ａの周縁部の上面には、平面ベアリング１３が複数箇所配置されており、マスク保持枠１２は、その上端外周縁部に設けられるフランジ１２ａを平面ベアリング１３に載置している。これにより、マスク保持枠１２は、マスクステージベース１１の開口部１１ａに所定のすき間を介して挿入されるので、このすき間分だけＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動可能となる。 As shown in FIG. 4, a plurality of planar bearings 13 are arranged on the upper surface of the peripheral edge of the opening 11a of the mask stage base 11, and the mask holding frame 12 has a flange 12a provided at the outer peripheral edge of the upper end thereof. Is mounted on the flat bearing 13. As a result, the mask holding frame 12 is inserted into the opening 11a of the mask stage base 11 through a predetermined gap, so that the mask holding frame 12 can be moved in the X axis, Y axis, and θ directions by this gap.

また、マスク保持枠１２の下面には、マスクＭを保持するチャック部１４が間座１５を介して固定されている。このチャック部１４には、マスクＭのマスクパターンが描かれていない周縁部を吸着するための複数の吸引ノズル１４ａが開設されており、マスクＭは、吸引ノズル１４ａを介して図示しない真空式吸着装置によりチャック部１４に着脱自在に保持される。また、チャック部１４は、マスク保持枠１２と共にマスクステージベース１１に対してＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動可能である。 A chuck portion 14 that holds the mask M is fixed to the lower surface of the mask holding frame 12 via a spacer 15. The chuck portion 14 is provided with a plurality of suction nozzles 14a for sucking the peripheral portion of the mask M on which the mask pattern is not drawn, and the mask M is not shown in the drawing through the suction nozzle 14a. It is detachably held on the chuck portion 14 by the apparatus. The chuck portion 14 can move in the X axis, Y axis, and θ directions with respect to the mask stage base 11 together with the mask holding frame 12.

図１に示すように、マスク位置調整機構１６は、マスク保持枠１２のＸ軸方向に沿う一辺に取り付けられる１台のＹ軸方向駆動装置１６ｙと、マスク保持枠１２のＹ軸方向に沿う一辺に取り付けられる２台のＸ軸方向駆動装置１６ｘと、を備える。 As shown in FIG. 1, the mask position adjusting mechanism 16 includes one Y-axis direction driving device 16 y attached to one side along the X-axis direction of the mask holding frame 12 and one side along the Y-axis direction of the mask holding frame 12. And two X-axis direction drive devices 16x attached to the vehicle.

図４を参照して、Ｙ軸方向駆動装置１６ｙは、マスクステージベース１１上に設置され、Ｙ軸方向に伸縮するロッド１６ｂを有する駆動用アクチュエータ（例えば、サーボモータ等）１６ａと、ロッド１６ｂの先端にピン支持機構１６ｃを介して連結されるスライダ１６ｄと、マスク保持枠１２のＸ軸方向に沿う辺部に取り付けられ、スライダ１６ｄを移動可能に取り付ける案内レール１６ｅと、を備える。なお、Ｘ軸方向駆動装置１６ｘも、Ｙ軸方向駆動装置１６ｙと同様の構成を有する。 Referring to FIG. 4, the Y-axis direction drive device 16y is installed on the mask stage base 11, and includes a drive actuator (for example, a servo motor) 16a having a rod 16b that expands and contracts in the Y-axis direction, and a rod 16b. A slider 16d connected to the tip via a pin support mechanism 16c, and a guide rail 16e attached to a side portion along the X-axis direction of the mask holding frame 12 and movably attached to the slider 16d. The X-axis direction drive device 16x has the same configuration as the Y-axis direction drive device 16y.

そして、マスク位置調整機構１６では、１台のＹ軸方向駆動装置１６ｙを駆動させることによりマスク保持枠１２をＹ軸方向に移動させ、２台のＸ軸方向駆動装置１６ｘを同等に駆動させることによりマスク保持枠１２をＸ軸方向に移動させる。また、２台のＸ軸方向駆動装置１６ｘのどちらか一方を駆動することによりマスク保持枠１２をθ方向に移動（Ｚ軸回りの回転）させる。なお、２台のＸ軸方向駆動装置１６ｘは、本発明のマスクステージ１０の回転機構を構成する。 The mask position adjusting mechanism 16 moves the mask holding frame 12 in the Y-axis direction by driving one Y-axis direction driving device 16y, and drives the two X-axis direction driving devices 16x equally. Thus, the mask holding frame 12 is moved in the X-axis direction. Further, the mask holding frame 12 is moved in the θ direction (rotated about the Z axis) by driving one of the two X-axis direction driving devices 16x. The two X-axis direction drive devices 16x constitute a rotation mechanism of the mask stage 10 of the present invention.

さらに、マスクステージベース１１の上面には、図３に示すように、マスクＭと基板Ｗとの対向面間のギャップを測定するギャップセンサ１７と、チャック部１４に保持されるマスクＭの取り付け位置を確認するための撮像手段であるアライメントカメラ１８と、が設けられる。これらギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８は、移動機構１９を介してＸ軸，Ｙ軸方向に移動可能に保持され、マスク保持枠１２内に配置される。 Further, on the upper surface of the mask stage base 11, as shown in FIG. 3, a gap sensor 17 for measuring a gap between the opposing surfaces of the mask M and the substrate W, and a mounting position of the mask M held by the chuck portion 14. And an alignment camera 18 which is an imaging means for confirming the above. The gap sensor 17 and the alignment camera 18 are held so as to be movable in the X-axis and Y-axis directions via the moving mechanism 19 and are arranged in the mask holding frame 12.

なお、マスクステージベース１１の上面には、図３に示すように、マスクステージベース１１の開口部１１ａのＸ軸方向の両端部に、マスクＭの両端部を必要に応じて遮蔽するマスキングアパーチャ３８が設けられる。このマスキングアパーチャ３８は、モータ、ボールねじ、及びリニアガイド等からなるマスキングアパーチャ駆動機構３９によりＸ軸方向に移動可能とされて、マスクＭの両端部の遮蔽面積を調整する。なお、マスキングアパーチャ３８は、開口部１１ａのＸ軸方向の両端部だけでなく、開口部１１ａのＹ軸方向の両端部に同様に設けてもよい。 On the upper surface of the mask stage base 11, as shown in FIG. 3, a masking aperture 38 that shields both ends of the mask M as necessary at both ends in the X-axis direction of the opening 11 a of the mask stage base 11. Is provided. The masking aperture 38 is movable in the X-axis direction by a masking aperture drive mechanism 39 including a motor, a ball screw, a linear guide, and the like, and adjusts the shielding area at both ends of the mask M. Note that the masking aperture 38 may be provided not only at both ends in the X-axis direction of the opening 11a but also at both ends in the Y-axis direction of the opening 11a.

基板ステージ２０は、図１及び図２に示すように、基板ステージ移動機構４０上に設置されており、基板Ｗを基板ステージ２０に保持するための吸着面２２を上面に有するワークチャック２１を備える。なお、ワークチャック２１は、真空吸着により基板Ｗを保持している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate stage 20 is provided on a substrate stage moving mechanism 40 and includes a work chuck 21 having an adsorption surface 22 for holding the substrate W on the substrate stage 20 on the upper surface. . The work chuck 21 holds the substrate W by vacuum suction.

基板ステージ移動機構４０は、図１及び図２に示すように、基板ステージ２０をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り機構４１と、基板ステージ２０をＸ軸方向に移動させるＸ軸送り機構４２と、基板ステージ２０のチルト調整を行うと共に、基板ステージ２０をＺ軸方向に微動させるＺ−チルト調整機構４３と、を備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate stage moving mechanism 40 includes a Y-axis feed mechanism 41 that moves the substrate stage 20 in the Y-axis direction, and an X-axis feed mechanism 42 that moves the substrate stage 20 in the X-axis direction. And a Z-tilt adjustment mechanism 43 that performs the tilt adjustment of the substrate stage 20 and finely moves the substrate stage 20 in the Z-axis direction.

Ｙ軸送り機構４１は、装置ベース５０の上面にＹ軸方向に沿って設置される一対のリニアガイド４４と、リニアガイド４４によりＹ軸方向に移動可能に支持されるＹ軸テーブル４５と、Ｙ軸テーブル４５をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り駆動装置４６と、を備える。そして、Ｙ軸送り駆動装置４６のモータ４６ｃを駆動させ、ボールねじ軸４６ｂを回転させることにより、ボールねじナット４６ａとともにＹ軸テーブル４５をリニアガイド４４の案内レール４４ａに沿って移動させて、基板ステージ２０をＹ軸方向に移動させる。 The Y-axis feed mechanism 41 includes a pair of linear guides 44 installed on the upper surface of the apparatus base 50 along the Y-axis direction, a Y-axis table 45 supported by the linear guide 44 so as to be movable in the Y-axis direction, And a Y-axis feed driving device 46 for moving the axis table 45 in the Y-axis direction. Then, by driving the motor 46c of the Y-axis feed driving device 46 and rotating the ball screw shaft 46b, the Y-axis table 45 is moved along the guide rail 44a of the linear guide 44 together with the ball screw nut 46a. The stage 20 is moved in the Y axis direction.

また、Ｘ軸送り機構４２は、Ｙ軸テーブル４５の上面にＸ軸方向に沿って設置される一対のリニアガイド４７と、リニアガイド４７によりＸ軸方向に移動可能に支持されるＸ軸テーブル４８と、Ｘ軸テーブル４８をＸ軸方向に移動させるＸ軸送り駆動装置４９と、を備える。そして、Ｘ軸送り駆動装置４９のモータ４９ｃを駆動させ、ボールねじ軸４９ｂを回転させることにより、不図示のボールねじナットとともにＸ軸テーブル４８をリニアガイド４７の案内レール４７ａに沿って移動させて、基板ステージ２０をＸ軸方向に移動させる。 The X-axis feed mechanism 42 includes a pair of linear guides 47 installed on the upper surface of the Y-axis table 45 along the X-axis direction, and an X-axis table 48 supported by the linear guide 47 so as to be movable in the X-axis direction. And an X-axis feed drive device 49 that moves the X-axis table 48 in the X-axis direction. Then, by driving the motor 49c of the X-axis feed driving device 49 and rotating the ball screw shaft 49b, the X-axis table 48 is moved along the guide rail 47a of the linear guide 47 together with a ball screw nut (not shown). Then, the substrate stage 20 is moved in the X-axis direction.

Ｚ−チルト調整機構４３は、Ｘ軸テーブル４８上に設置されるモータ４３ａと、モータ４３ａによって回転駆動されるボールねじ軸４３ｂと、くさび状に形成され、ボールねじ軸４３ｂに螺合されるくさび状ナット４３ｃと、基板ステージ２０の下面にくさび状に突設され、くさび状ナット４３ｃの傾斜面に係合するくさび部４３ｄと、を備える。そして、本実施形態では、Ｚ−チルト調整機構４３は、Ｘ軸テーブル４８のＸ軸方向の一端側（図１の手前側）に２台、他端側に１台（図１の奥手側、図２参照。）の計３台設置され、それぞれが独立して駆動制御されている。なお、Ｚ−チルト調整機構４３の設置数は任意である。 The Z-tilt adjustment mechanism 43 includes a motor 43a installed on the X-axis table 48, a ball screw shaft 43b rotated by the motor 43a, and a wedge formed in a wedge shape and screwed into the ball screw shaft 43b. And a wedge portion 43d that protrudes in a wedge shape on the lower surface of the substrate stage 20 and engages with the inclined surface of the wedge nut 43c. In the present embodiment, two Z-tilt adjustment mechanisms 43 are provided on one end side (front side in FIG. 1) in the X-axis direction of the X-axis table 48, and one set on the other end side (the rear side in FIG. A total of 3 units are installed (see FIG. 2), and each is driven and controlled independently. The number of Z-tilt adjustment mechanisms 43 installed is arbitrary.

そして、Ｚ−チルト調整機構４３では、モータ４３ａによりボールねじ軸４３ｂを回転駆動させることによって、くさび状ナット４３ｃがＸ軸方向に水平移動し、この水平移動運動がくさび状ナット４３ｃ及びくさび部４３ｄの斜面作用により高精度の上下微動運動に変換されて、くさび部４３ｄがＺ方向に微動する。従って、３台のＺ−チルト調整機構４３を同じ量だけ駆動させることにより、基板ステージ２０をＺ軸方向に微動することができ、また、３台のＺ−チルト調整機構４３を独立して駆動させることにより、基板ステージ２０のチルト調整を行うことができる。これにより、基板ステージ２０のＺ軸，チルト方向の位置を微調整して、マスクＭと基板Ｗとを所定の間隔を存して平行に対向させることができる。 In the Z-tilt adjustment mechanism 43, when the ball screw shaft 43b is rotationally driven by the motor 43a, the wedge-shaped nut 43c is horizontally moved in the X-axis direction, and this horizontal movement is caused by the wedge-shaped nut 43c and the wedge portion 43d. The wedge portion 43d is finely moved in the Z direction by being converted into a highly precise vertical fine motion by the action of the slope. Accordingly, by driving the three Z-tilt adjustment mechanisms 43 by the same amount, the substrate stage 20 can be finely moved in the Z-axis direction, and the three Z-tilt adjustment mechanisms 43 are independently driven. By doing so, the tilt adjustment of the substrate stage 20 can be performed. As a result, the position of the substrate stage 20 in the Z-axis and tilt directions can be finely adjusted so that the mask M and the substrate W face each other in parallel with a predetermined interval.

さらに、近接露光装置１には、図１及び図２に示すように、基板ステージ２０の位置を検出する位置測定装置であるレーザー測長装置６０が設けられる。このレーザー測長装置６０は、基板ステージ移動機構４０の駆動に際して発生する基板ステージ２０の移動距離を測定するものである。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the proximity exposure apparatus 1 is provided with a laser length measuring device 60 that is a position measuring device that detects the position of the substrate stage 20. The laser length measuring device 60 measures the moving distance of the substrate stage 20 that occurs when the substrate stage moving mechanism 40 is driven.

レーザー測長装置６０は、ステー（不図示）に固定されて基板ステージ２０のＸ軸方向側面に沿うように配設されるＸ軸用ミラー６４と、ステー６６に固定されて基板ステージ２０のＹ軸方向側面に沿うように配設されるＹ軸用ミラー６５と、装置ベース５０のＸ軸方向端部に配設され、レーザー光（計測光）をＸ軸用ミラー６４に照射し、Ｘ軸用ミラー６４により反射されたレーザー光を受光して、基板ステージ２０の位置を計測するＸ軸測長器（測長器）６１及びヨーイング測定器（測長器）６２と、装置ベース５０のＹ軸方向端部に配設され、レーザー光をＹ軸用ミラー６５に照射し、Ｙ軸用ミラー６５により反射されたレーザー光を受光して、基板ステージ２０の位置を計測する１台のＹ軸測長器（測長器）６３と、を備える。 The laser length measuring device 60 is fixed to a stay (not shown) and disposed along the side surface in the X-axis direction of the substrate stage 20, and the Y axis of the substrate stage 20 is fixed to the stay 66. A Y-axis mirror 65 disposed along the side surface in the axial direction, and an X-axis direction end of the apparatus base 50, irradiates the X-axis mirror 64 with laser light (measurement light). X-axis length measuring device (length measuring device) 61 and yawing measuring device (length measuring device) 62 that receive the laser light reflected by the mirror 64 and measure the position of the substrate stage 20, and Y of the apparatus base 50 One Y-axis disposed at the end in the axial direction for irradiating the Y-axis mirror 65 with laser light and receiving the laser light reflected by the Y-axis mirror 65 to measure the position of the substrate stage 20 A length measuring device (length measuring device) 63.

そして、レーザー測長装置６０では、Ｘ軸測長器６１、ヨーイング測定器６２、及びＹ軸測長器６３からＸ軸用ミラー６４及びＹ軸用ミラー６５に照射されたレーザー光が、Ｘ軸用ミラー６４及びＸ軸用ミラー６５で反射されることにより、基板ステージ２０のＸ軸，Ｙ軸方向の位置が高精度に計測される。また、Ｘ軸方向の位置データはＸ軸測長器６１により、θ方向の位置はヨーイング測定器６２により測定される。なお、基板ステージ２０の位置は、レーザー測長装置６０により測定されたＸ軸方向位置、Ｙ軸方向位置、及びθ方向の位置を加味して、適宜補正を加えることにより算出される。 In the laser length measuring device 60, the X-axis length measuring device 61, the yawing measuring device 62, and the Y-axis length measuring device 63 irradiate the X-axis mirror 64 and the Y-axis mirror 65 with the laser light applied to the X-axis measuring device. By being reflected by the mirror for mirror 64 and the mirror for X axis 65, the positions of the substrate stage 20 in the X axis and Y axis directions are measured with high accuracy. Further, the position data in the X-axis direction is measured by the X-axis length measuring device 61, and the position in the θ direction is measured by the yawing measuring device 62. The position of the substrate stage 20 is calculated by appropriately correcting the position in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θ-direction measured by the laser length measuring device 60.

図５に示すように、制御装置７１は、所謂、パーソナルコンピュータで構成されており、ＣＰＵを制御主体として、メモリ、入力部、出力部、各アライメントカメラ１８に対応する画像入力部、画像メモリ、マスク位置調整機構１６を含む各部の動きを制御する作動制御部（いずれも図示せず）、などを備える。 As shown in FIG. 5, the control device 71 is configured by a so-called personal computer, with a CPU as a control body, a memory, an input unit, an output unit, an image input unit corresponding to each alignment camera 18, an image memory, An operation control unit (none of which is shown) for controlling the movement of each unit including the mask position adjusting mechanism 16 is provided.

次に、マスクＭに設けられたマスクアライメントマークＭｍと、基板Ｗに設けられた基板アライメントマークＷｍとによる、マスクＭと基板Ｗとの位置合わせについて説明する。なお、本発明のマスクの位置決め装置は、上述したアライメントマークに向けた設置された複数のアライメントカメラ１８、マスク位置調整機構１６（図２参照）、及び制御装置７１などから主に構成される。 Next, alignment between the mask M and the substrate W by the mask alignment mark Mm provided on the mask M and the substrate alignment mark Wm provided on the substrate W will be described. The mask positioning apparatus of the present invention is mainly composed of a plurality of alignment cameras 18 installed toward the alignment marks described above, the mask position adjusting mechanism 16 (see FIG. 2), a control device 71, and the like.

図５に示すように、マスクアライメントマークＭｍは、矩形のマスクＭの対角線上に少なくとも２箇所（本実施形態では、各隅部に４箇所）設けられている。また、基板アライメントマークＷｍは、一枚の基板Ｗから複数のパネルを製造する場合、それぞれのパネルの対角線上に少なくとも２つのアライメントマークＷｍが設けられ、従って、基板Ｗ全体では、各パネルを露光する際のステップ毎に検出される複数のアライメントマークＷｍが表示されている。 As shown in FIG. 5, the mask alignment mark Mm is provided on at least two locations on the diagonal line of the rectangular mask M (in this embodiment, four locations at each corner). Further, when manufacturing a plurality of panels from a single substrate W, the substrate alignment mark Wm is provided with at least two alignment marks Wm on a diagonal line of each panel. A plurality of alignment marks Wm that are detected at each step are displayed.

ここで、少なくとも２箇所のアライメントマークが対角線上に設けられるのは、基板Ｗ上、および、マスクＭ上のアライメントマークが合致しやすいからである。さらにアライメントマーク１つに対してアライメントマークを撮像する撮像手段（例えば、ＣＣＤカメラ）が1台あるのが望ましい。また、カメラで撮像した複数のアライメントマークの位置を把握することにより、精度よくマスクＭと基板Ｗとを位置合わせすることができる。 Here, the reason why at least two alignment marks are provided on the diagonal line is that alignment marks on the substrate W and the mask M are easily matched. Furthermore, it is desirable to have one image pickup means (for example, a CCD camera) for picking up an alignment mark for one alignment mark. Further, by grasping the positions of the plurality of alignment marks imaged by the camera, the mask M and the substrate W can be accurately aligned.

マスクＭと基板Ｗの位置合わせは、先ず、近接露光装置１の基準位置である、基板ステージ２０に設けられた図示しない基準マークと、マスクＭとの位置を合わせてマスクの基準位置を取得する。図７に示すように、ステップＳ１でカウンタｉの計数値ｉをクリア（ｉ＝０）する。カウンタｉは、位置合わせを行った回数を計数するためのものであり、位置合わせ処理が１回終了するごとにカウントアップされ、最大回数（ＭａｘＣｏｕｎｔ）が所定の数（例えば、５回）に設定されている。最大回数の設定は、位置決め装置７０などに何らかの異常があって処理ループから抜け出せなくなった場合、強制的にこの処理を終了させるためのものである。 For the alignment of the mask M and the substrate W, first, the reference position of the mask is obtained by aligning the position of the mask M with a reference mark (not shown) provided on the substrate stage 20 which is the reference position of the proximity exposure apparatus 1. . As shown in FIG. 7, the count value i of the counter i is cleared (i = 0) in step S1. The counter i is for counting the number of times of alignment, and is counted up every time the alignment process is completed, and the maximum number (Max Count) is set to a predetermined number (for example, 5 times). Is set. The setting of the maximum number is for forcibly terminating this process when the positioning device 70 or the like has some abnormality and cannot exit the processing loop.

次いで、ステップＳ２で、計数値ｉとＭａｘＣｏｕｎｔとが比較され、計数値ｉがＭａｘＣｏｕｎｔを越えている場合（ＹＥＳ）には、これ以上続けても正常な処理を行えないと判断し、ステップＳ３で警告を発するなどのエラー処理を行って処理を終了する。また、計数値ｉがＭａｘＣｏｕｎｔ以下である場合（ＮＯ）には、ステップＳ４に進み、ｉ回目のマスクアライメントマークＭｍが、アライメントカメラ１８によって撮像される。 Next, in step S2, the count value i is compared with the Max Count. If the count value i exceeds the Max Count (YES), it is determined that normal processing cannot be performed even if the count value i continues further. An error process such as issuing a warning in S3 is performed and the process is terminated. When the count value i is equal to or less than Max Count (NO), the process proceeds to step S4, and the i-th mask alignment mark Mm is imaged by the alignment camera 18.

そして、ステップＳ５で、基板ステージ２０の基準マークと、マスクＭのマスクアライメントマークＭｍとのズレ量が算出され、ステップＳ６で、算出されたズレ量と、予め設定されている閾値とを比較し、算出されたズレ量が閾値より小さいと判断されると（ＮＯ）、このときのマスクアライメントマークＭｍの位置をマスクＭの基準位置として保存する。 In step S5, a deviation amount between the reference mark of the substrate stage 20 and the mask alignment mark Mm of the mask M is calculated, and in step S6, the calculated deviation amount is compared with a preset threshold value. If it is determined that the calculated shift amount is smaller than the threshold value (NO), the position of the mask alignment mark Mm at this time is stored as the reference position of the mask M.

算出されたズレ量が閾値より大きいと（ＹＥＳ）、ステップＳ８に進み、マスク位置調整機構１６（２台のＸ軸方向駆動装置１６ｘ）を作動させてマスク保持枠１２を回転させた後、ステップＳ９で計数値ｉをインクリメントして、再びステップＳ２の前に戻り、同様の動作を繰り返し行う。これにより、マスクＭの基準位置が取得される。 If the calculated shift amount is larger than the threshold value (YES), the process proceeds to step S8, the mask position adjusting mechanism 16 (two X-axis direction driving devices 16x) is operated to rotate the mask holding frame 12, and then the step In step S9, the count value i is incremented, and the process returns to step S2 again to repeat the same operation. Thereby, the reference position of the mask M is acquired.

次いで、図８に示すマスクの位置合わせ処理を行う。図８に示すように、ステップＳ１１で基板Ｗを近接露光装置１の基板ステージ２０に投入し、ステップＳ１２で基板Ｗを処理位置、即ち露光位置に移動させる。そして、ステップＳ１３でカウンタｊの計数値ｊをクリア（ｊ＝０）すると共に、連続処理する処理数ｋ、例えば、１枚の基板Ｗから作成するパネルの枚数などを、所定数に設定する。カウンタｊは、位置合わせを行った回数を計数するためのものであり、位置合わせ処理が１回終了するごとにカウントアップされ、最大回数（ＭａｘＣｏｕｎｔ）が所定の数（例えば、５回）に設定されている。 Next, a mask alignment process shown in FIG. 8 is performed. As shown in FIG. 8, in step S11, the substrate W is loaded on the substrate stage 20 of the proximity exposure apparatus 1, and in step S12, the substrate W is moved to the processing position, that is, the exposure position. In step S13, the count value j of the counter j is cleared (j = 0), and the number k of continuous processing, for example, the number of panels created from one substrate W is set to a predetermined number. The counter j is for counting the number of times of alignment, and is counted up every time the alignment process is completed once, and the maximum number (Max Count) is set to a predetermined number (for example, 5 times). Is set.

そして、ステップＳ１４で計数値ｊとＭａｘＣｏｕｎｔとが比較され、計数値ｊがＭａｘＣｏｕｎｔを越えている場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１５でエラー処理されて処理を終了する。また、計数値ｊがＭａｘＣｏｕｎｔ以下である場合（ＮＯ）には、ステップＳ１６に進み、ｊ回目のマスクアライメントマークＭｍ、及び基板アライメントマークＷｍが、アライメントカメラ１８によって撮像され、ステップＳ１７で両アライメントマークＭｍ、Ｗｍのズレ量が算出される。
なお、アライメントカメラ１８が各アライメントマークＭｍ，Ｗｍの座標を撮像する際には、マスクアライメントマークＭｍ、基板アライメントマークＷｍを撮像するごとにキャリブレーションを行い、アライメントカメラ１８を各マークの標準に合わせる。 In step S14, the count value j is compared with the Max Count. If the count value j exceeds the Max Count (YES), an error process is performed in Step S15 and the process is terminated. If the count value j is less than or equal to Max Count (NO), the process proceeds to step S16, and the jth mask alignment mark Mm and the substrate alignment mark Wm are imaged by the alignment camera 18, and both alignments are performed in step S17. A deviation amount between the marks Mm and Wm is calculated.
When the alignment camera 18 images the coordinates of the alignment marks Mm and Wm, calibration is performed every time the mask alignment mark Mm and the substrate alignment mark Wm are imaged, and the alignment camera 18 is adjusted to the standard of each mark. .

ステップＳ１８で、算出されたズレ量と、予め設定されている閾値とを比較し、算出されたズレ量が閾値より大きいと判断されると（ＹＥＳ）、ステップＳ１９に進み、マスク位置調整機構１６を作動させてアライメントカメラ１８の視野から出ない範囲でマスク保持枠１２を回転させた後、ステップＳ２０で計数値ｊをインクリメントして、再びステップＳ１４の前に戻り、同様の動作を繰り返し行う。 In step S18, the calculated displacement amount is compared with a preset threshold value. If it is determined that the calculated displacement amount is larger than the threshold value (YES), the process proceeds to step S19, where the mask position adjusting mechanism 16 is operated. , The mask holding frame 12 is rotated within a range that does not come out of the field of view of the alignment camera 18, the count value j is incremented in step S 20, and the process returns to before step S 14 again to repeat the same operation.

ステップＳ１８において、算出されたズレ量が、閾値より小さいと判断されると（ＮＯ）、ステップＳ２１に進み、両アライメントマークＭｍ、Ｗｍの座標位置が計測される。即ち、算出されたズレ量が閾値より小さくなったとき、図６に示すように、マスクＭの回転（ステップＳ１９）によって、マスクＭのアライメントマークＭｍは、座標（ｘ１、ｙ１）のＡ点から、基板アライメントマークＷｍとの許容ズレ量の範囲内にある移動後の座標（ｘ２、ｙ２）のＢ点に移動しており、ステップＳ２１において、これらの各点Ａ，Ｂの座標がアライメントカメラ１８によって計測される。 If it is determined in step S18 that the calculated deviation amount is smaller than the threshold (NO), the process proceeds to step S21, and the coordinate positions of both alignment marks Mm and Wm are measured. That is, when the calculated deviation amount becomes smaller than the threshold value, as shown in FIG. 6, the alignment mark Mm of the mask M is moved from the point A of the coordinates (x1, y1) by the rotation of the mask M (step S19). The coordinates of the coordinates (x2, y2) after the movement are within the range of the allowable deviation from the substrate alignment mark Wm. In step S21, the coordinates of these points A and B are the alignment camera 18. Is measured by

そして、ステップＳ２２にて、マスク位置調整機構１６によるマスクＭの回転角度θを算出し、ステップＳ２１、Ｓ２２で算出された各点Ａ，Ｂの座標及び回転角度θを以下の式に代入し、回転中心座標（ＲＣｅｎｔｘ、ＲＣｅｎｔｙ）を算出する（ステップＳ２３）。 In step S22, the rotation angle θ of the mask M by the mask position adjusting mechanism 16 is calculated, and the coordinates and rotation angles θ of the points A and B calculated in steps S21 and S22 are substituted into the following equations. The rotation center coordinates (RCentx, RCenty) are calculated (step S23).

ここで、ステップＳ２２において、回転角度θは、図６に示すように、２台のＸ軸方向駆動装置１６ｘ間の間隔Ｌが決まっていることから、各Ｘ軸方向駆動装置１６ｘによる移動距離（即ち、点Ｃ−Ｃ´間の距離、点Ｄ−Ｄ´間の距離）をサーボモータ１６ａの駆動ステップ数から検出することで与えられる。なお、各Ｘ軸方向駆動装置１６ｘによる移動距離は、図示しない非接触式センサや赤外線ＣＣＤカメラを用いて検出してもよい。 Here, in step S22, since the rotation angle θ is determined by the distance L between the two X-axis direction drive devices 16x as shown in FIG. In other words, the distance between the points CC and C and the distance between the points DD and D ′ is detected from the number of driving steps of the servo motor 16a. The movement distance by each X-axis direction driving device 16x may be detected using a non-contact sensor or an infrared CCD camera (not shown).

そして、ステップＳ２４で、算出された回転中心Ｅの座標（ＲＣｅｎｔｘ、ＲＣｅｎｔｙ）を登録する。その後、ステップＳ２５で１回目の露光処理が行われる。そして、ステップＳ２６で処理数ｋをデクリメントした後、ステップＳ２７で処理数ｋがゼロより大きいか否かが判別される。ゼロより大きい場合（ＹＥＳ）は、所定の処理回数が終了していないと判断されてステップＳ２８に進み、それ以外の場合（ＮＯ）は、処理を終了する。 In step S24, the calculated coordinates (RCentx, RCenty) of the rotation center E are registered. Thereafter, a first exposure process is performed in step S25. Then, after the process number k is decremented in step S26, it is determined in step S27 whether or not the process number k is greater than zero. If it is greater than zero (YES), it is determined that the predetermined number of processes has not been completed, and the process proceeds to step S28. Otherwise (NO), the process is terminated.

ステップＳ２８では、Ｙ軸送り駆動装置４６、及びＸ軸送り駆動装置４９を作動させて基板Ｗを次の処理位置に移動させる。ステップＳ２９で基板Ｗの基板アライメントマークＷｍのみを撮像し、ステップＳ３０で基板アライメントマークＷｍの位置を計測する。そして、ステップＳ３１で計測された基板アライメントマークＷｍと、１回目の露光処理時のマスクアライメントマークＭｍのズレ量を算出してズレがある場合には、ステップＳ３２でズレ補正を行う。 In step S28, the Y-axis feed driving device 46 and the X-axis feed driving device 49 are operated to move the substrate W to the next processing position. In step S29, only the substrate alignment mark Wm of the substrate W is imaged, and in step S30, the position of the substrate alignment mark Wm is measured. If the amount of deviation between the substrate alignment mark Wm measured in step S31 and the mask alignment mark Mm during the first exposure process is calculated and there is a deviation, the deviation is corrected in step S32.

この２回目以降の露光では、基板Ｗの基板アライメントマークＷｍ同士の間隔は一定であり、且つプリアライメント装置（図示せず）によって基板ステージ２０と基板Ｗの位置出しは出来ているので、ステップＳ３３では、基板ステージ２０を平行移動させるだけで、細かいアライメント調整せずに露光することができる。 In the second and subsequent exposures, the distance between the substrate alignment marks Wm on the substrate W is constant, and the substrate stage 20 and the substrate W are positioned by a pre-alignment apparatus (not shown), so step S33 Then, it is possible to perform exposure without fine alignment adjustment by simply moving the substrate stage 20 in parallel.

また、ステップＳ２４で登録された回転中心Ｅの座標は、次の新しい基板Ｗを露光する際にマスク保持枠１２を回転補正するための回転中心として利用される。このように、該回転中心Ｅを利用した回転補正によって、コンピューターの処理時間を少なくして効率的に基板ＷとマスクＭとを位置決めすることができる。 The coordinates of the rotation center E registered in step S24 are used as the rotation center for correcting the rotation of the mask holding frame 12 when the next new substrate W is exposed. As described above, the rotation correction using the rotation center E can efficiently position the substrate W and the mask M while reducing the processing time of the computer.

本実施形態の位置決め装置及びマスクの回転中心算出方法によれば、基板ＷとマスクＭ上に表示されている少なくとも２個のアライメントマークＷｍ、Ｍｍを、マスクＭの移動前後の２回の撮像で得られた各画像から各マークＷｍ、Ｍｍの位置を示す点の座標を計測し、これらの座標から求めた各マークＷｍ、Ｍｍの移動量とあらかじめ入力されたマーク間の距離Ｌとを用いてマスクＭの回転角度θを算出する。さらに、回転角度θと点の座標とを用いてマスクステージ１０の回転中心Ｅの座標を算出し、新しい基板を露光する際に、該算出した回転中心Ｅの座標を用いてマスク位置の回転補正を行うようにしたので、精度よく基板ＷとマスクＭとを位置決めすることができる。また、コンピューターの処理時間を少なくして効率的に基板ＷとマスクＭとを位置決めすることができる。 According to the positioning device and the mask rotation center calculation method of the present embodiment, at least two alignment marks Wm and Mm displayed on the substrate W and the mask M are imaged twice before and after the movement of the mask M. The coordinates of the points indicating the positions of the marks Wm and Mm are measured from the obtained images, and the movement amounts of the marks Wm and Mm obtained from these coordinates and the distance L between the marks inputted in advance are used. The rotation angle θ of the mask M is calculated. Further, the coordinates of the rotation center E of the mask stage 10 are calculated using the rotation angle θ and the coordinates of the point, and when the new substrate is exposed, the rotation correction of the mask position is performed using the calculated coordinates of the rotation center E. Thus, the substrate W and the mask M can be positioned with high accuracy. In addition, the processing time of the computer can be reduced and the substrate W and the mask M can be positioned efficiently.

また、２回目以降の露光処理では、基板ステージ２０を平行移動させてアライメント調整を行うので、基板アライメントマークＷｍのみを撮像するだけでよく、アライメントカメラ１８による撮像時間を短縮することができ、より効率的に基板ＷとマスクＭとを位置決めすることができる。 Further, in the second and subsequent exposure processes, the substrate stage 20 is moved in parallel to perform alignment adjustment, so that only the substrate alignment mark Wm needs to be imaged, and the imaging time by the alignment camera 18 can be shortened. The substrate W and the mask M can be positioned efficiently.

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記の説明では、所謂、分割逐次近接露光装置について説明したが、これに限定されず、走査式近接露光装置にも適用することができる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. For example, in the above description, a so-called divided sequential proximity exposure apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a scanning proximity exposure apparatus.

１近接露光装置
１０マスクステージ
１６マスク位置調整機構
１６ｘＸ軸方向駆動装置（回転機構）
１６ｙＹ軸方向駆動装置
１８マスク用アライメントカメラ（撮像手段）
２０基板ステージ
７１制御装置
Ｅ回転中心
Ｍマスク
Ｍｍマスクアライメントマーク（アライメントマーク）
Ｗ基板
Ｗｍ基板アライメントマーク（アライメントマーク）
θ 回転角度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Proximity exposure apparatus 10 Mask stage 16 Mask position adjustment mechanism 16x X-axis direction drive device (rotation mechanism)
16y Y-axis direction drive device 18 Mask alignment camera (imaging means)
20 Substrate stage 71 Control device E Center of rotation M Mask Mm Mask alignment mark (alignment mark)
W Substrate Wm Substrate alignment mark (alignment mark)
θ rotation angle

Claims

A mask stage that holds the mask and includes a rotation mechanism;
A plurality of imaging means for detecting each alignment mark, which are installed toward at least two alignment marks provided on each of the mask and the substrate;
A control device for controlling the operation of the mask stage so that the alignment marks are positioned using the image obtained by the imaging means;
A mask positioning device comprising:
After imaging the mask and the alignment mark on the substrate respectively corresponding to the imaging means, rotating the mask stage so that the alignment marks are aligned, the alignment marks are again read by the imaging means. A mask positioning apparatus that performs imaging and calculates coordinates of a rotation center of a mask stage.

A mask stage that holds the mask and includes a rotation mechanism;
A plurality of imaging means installed to face at least two alignment marks provided on each of the mask and the substrate, and for detecting each of the alignment marks;
A control device for controlling the operation of the mask stage so that the alignment marks are positioned using the image obtained by the imaging means;
A rotation center calculation method of the mask for obtaining the rotation center coordinates of the mask necessary for correcting the rotation deviation of the mask,
Imaging the corresponding alignment marks respectively by the imaging means;
Rotating the mask stage within a range that does not come out of the field of view of the imaging means corresponding to the alignment marks so that the alignment marks are aligned;
Imaging the alignment mark again with each imaging means;
Calculating coordinates of the rotation center of the mask stage from the images obtained before and after the rotation of the mask stage and the position of the alignment mark;
A method for calculating the center of rotation of a mask, comprising: