JP3106920B2 - マスクパターンとワーク直線部の位置合わせ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】マイクロマシン、パワートラ
ンジスタなどの製造工程において、マスクのパターンを
正確にワークの所定位置に露光する露光工程が採用され
ている。本発明は、上記した露光工程において使用され
るマスクパターンとワーク直線部の位置合わせ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子や液晶画面、インクジェット
方式のプリンターヘッド、あるいは、一枚の基板の上に
多種多数の電気素子を製作して一つのモジュールにする
マルチチップ・モジュール等、ミクロンサイズの加工が
必要である様々の電気部品の製作工程に露光工程が用い
られている。

【０００３】この露光工程とは、ガラス等の透明基板上
にクロム等の金属を蒸着・エッチングしてパターンを形
成したマスクを使用し、このマスクを通して紫外線をワ
ークに照射し、ワーク上に塗布されているフォトレジス
トにマスクパターンを転写するものである。マスクのパ
ターンを正確にワークの所定位置に露光するには、マス
クのワークの位置合わせが露光前に必要となる。通常、
マスクおよびワークにアライメント・マークを施し、そ
のマーク位置を検出して、その位置情報に基づき、マス
クとワークの位置合わせを行うことが多い。

【０００４】アライメント・マークの検出は光学的検出
系を用いて行われるので、ワークを所定の露光位置に設
置するときには、ワークの位置は光学的検出系の視野に
ワークのアライメント・マークが入るように、粗く位置
合わせ（以下、粗位置合わせという）を行っておく必要
がある。上記したワークの粗位置合わせは、従来、ワー
クステージにワークを載置する場所を示すマークを記し
ておき、作業者が手作業で上記マーク位置に合わせてワ
ークをワークステージ上に載置することにより行ってい
た。

【０００５】一方、ワークがウエハのときには、露光処
理にてマスクパターンをウエハの結晶方位に一致するよ
うに投影すると、次工程におけるエッチング特性が良好
となるので、マスクパターンとウエハのオリエンテーシ
ョンフラット部が所定の位置関係にあることが望まし
い。このため、マスクパターンとウエハのオリエンテー
ションフラット部の位置合わせは図１９に示すように行
っていた。なお、同図は、プロキシミティ露光における
オリエンテーションフラット部の位置合わせ方法を示し
ている。

【０００６】同図（ａ）に示すように、マスクＭ上にマ
スクパターンＭＰとともに、パターン方位マークＭＤを
印しておき、図示しないマスクステージに固定する。一
方、ワークステージ１０１上の所定位置にワークＷを載
置し、アライメント用顕微鏡１０２により上記パターン
方位マークＭＤとワークのオリエンテーションフラット
部ＯＦ（以下オリフラ部ＯＦという）を観察する。な
お、アライメント用顕微鏡１０２は同図（ｂ）（ｃ）の
Ａ，Ｂの位置を観察できるように、２箇所に設けられて
いる。

【０００７】そして、アライメント用顕微鏡１０２に設
けられたＣＣＤ等の受像素子で、上記パターン方位マー
クＭＤとワークのオリフラ部ＯＦを受像しモニタ１０３
上に表示させる。オリエンテーションフラット部の位置
合わせを行う前は、パターン方位マークＭＤとワークＷ
のオリフラ部ＯＦは同図（ｂ）に示すような位置関係に
ある。

【０００８】作業者は、モニタ１０３上に表示されるパ
ターン方位マークＭＤとオリフラ部ＯＦを目視で観察し
ながら同図におけるＡ，Ｂの距離が等しくなるようにワ
ークステージ１０１の角度を調整し、同図（ｃ）に示す
ようにオリエンテーションフラット部の位置合わせを行
う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方法
は、次のような問題点を持っていた。 （１）図１９に示した方法は、作業者が目視でパターン
方位マークＭＤとオリフラ部ＯＦを観察してワークステ
ージの角度を調整する必要があり、作業に人手を要する
とともに作業効率が悪い。また、プロキシミティ露光す
るとき、マスクとワークとの間隔は３０μｍ程度必要と
される。このため、オリフラ部ＯＦとパターン方位マー
クＭＤを同時に観察しようとすると片方がぼやけ像質が
悪く、位置合わせが難しい。 （２）作業者が手作業で粗位置合わせを行う場合には、
必ずしもアライメント・マークがアライメント用顕微鏡
１０２の視野に入らない。このため、作業者がアライメ
ント用顕微鏡１０２によりアライメント・マークを観察
しながらワークＷの位置を修正する作業が必要となり、
粗位置合わせに時間がかかり作業効率が悪い。

【００１０】本発明は上記した従来技術の問題点を解決
するためになされたものであって、本発明の第１の目的
は、ワークの直線部の粗位置合わせを作業効率よく、ま
た自動的に行うことができるマスクパターンとワークの
直線部の位置合わせ装置を提供することである。本発明
の第２の目的は、ワークのオリエンテーションフラット
部の方向と露光パターンの位置合わせを自動的に精度よ
く行うことができるオリエンテーションフラット部の位
置合わせ装置を提供することである。

【００１１】本発明の第３の目的は、光量のオンオフを
検出する簡単な光量検出器を用いて精度よく、マスクパ
ターンとワーク直線部の位置合わせを自動的に行うこと
ができるワーク直線部の位置合わせ装置を提供すること
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を本発明は次の
ように解決したものである。本発明の請求項１の発明に
おいては、矩形状もしくは切り欠き状の２箇所の透光部
を持ち、該透光部間の距離がワークのオリエンテーショ
ンフラット部の直線部分の長さ以下であるアライメント
・マークをマスクパターンと所定の位置関係になるよう
にマスク上に配置し、光照射部より露光光もしくは非露
光光を、該アライメント・マークが光照射域の略中心位
置になるように照射して、上記ワークステージを、前記
透光部を通過した２つの光をワークのオリエンテーショ
ンフラット部が遮光する方向もしくは遮光しない方向に
直線移動させ、２つの光検出手段によって上記２つの透
光部およびワークのオリエンテーションフラット部近傍
を通過した光をそれぞれ検出し、一方の検出信号が遮断
されたとき、もしくは、出力を発生したときのワークス
テージの第１の位置を記憶し、次に、他方の検出信号が
遮断されたとき、もしくは、出力を発生したときのワー
クステージの第２の位置を記憶し、上記第１の位置、第
２の位置、および、前記２つの透光部間の距離のデータ
を演算して、オリエンテーションフラット部と前記アラ
イメント・マークの２つの透光部を結ぶ直線とがなす角
度を算出し、前記オリエンテーションフラット部と上記
直線が平行になるようにワークステージを移動させるよ
うにしている。

【００１３】このため、光の総量でオリエンテーション
フラット部の位置を検出することができ、センサとし
て、オンオフ出力を発生する高速で安価な光量センサを
使用することができる。また、アライメント・マークに
２つの透光部を設け、照明光を上記透光部を通過させる
ようにしているので、オリエンテーションフラット部近
傍の２点にスポット状に光を当てることができ、オリエ
ンテーションフラット部のエッジ位置を精度よく検出す
ることができ、高精度に位置合わせを行うことができ
る。

【００１４】また、アライメント・マークの２箇所の透
光部間の距離を、ワークのオリエンテーションフラット
部の直線部分の長さ以下としているため、オリエンテー
ションフラット部の曲線部分に影響されずにオリエンテ
ーションフラット部のエッジ位置を精度よく検出するこ
とができる。

【００１５】本発明の請求項２の発明においては、マス
クパターンと所定の位置関係にあるマスク上のアライメ
ント・マークに、光照射部より露光光もしくは非露光光
を照射し、２つの受像手段によってオリエンテーション
フラット部の両端部近傍の２箇所の領域の画像と該領域
内のアライメント・マークの画像を受像し、上記オリエ
ンテーションフラット部の両端部近傍の２箇所の領域に
おいて、モニタ上にオリエンテーションフラット部のエ
ッジに略直交し、上記アライメント・マークをよぎるラ
インを発生させ、オリエンテーションフラット部とアラ
イメント間の平均距離を求めている。

【００１６】このため、平均距離を容易にかつ精度よく
求めることができ高精度に位置合わせを行うことができ
る。本発明の請求項３の発明においては、マスク上に、
矩形状もしくは切り欠き状の透光部を有する第１、第２
のアライメント・マークを少なくとも２箇所配置すると
ともに、該アライメント・マークを結ぶ直線に交わる線
上に矩形状もしくは切り欠き状の透光部を有する第３の
アライメント・マークを少なくとも１箇所配置し、光照
射部より露光光もしくは非露光光を、該アライメント・
マークが光照射域の略中心位置になるように照射して、
上記ワークの直線部が前記第１、第２のアライメント・
マークの透光部を通過した２つの光を遮光する方向もし
くは遮光しない方向に上記ワークステージを直線移動さ
せ、一方の検出信号が遮断されたとき、もしくは、出力
を発生したときのワークステージの第１の位置を記憶
し、次に、他方の検出信号が遮断されたとき、もしく
は、出力を発生したときのワークステージの第２の位置
を記憶し、上記第１の位置、第２の位置からワーク直線
部と前記アライメント・マークの２つの透光部を結ぶ直
線とがなす角度を算出し、該角度に基づきワークステー
ジを回転させてワークの角度を補正し、ワークの直線部
が上記第１、第２のアライメント・マークの透光部を通
過した２つの光を遮光しないもしくは遮光するような位
置にワークステージを戻したのち、上記ワークの直線部
が前記第１、第２のアライメント・マークの透光部を通
過した２つの光を遮光する方向もしくは遮光しない方向
に上記ワークステージを再度直線移動させ、検出信号が
遮断されたとき、もしくは、出力を発生したときのワー
クステージの位置を記憶して、該位置と前記第１、第２
のアライメント・マークの透光部間の距離のデータを演
算し、該演算結果に基づきワークステージを移動させて
ワークと第１、第２のアライメント・マークの透光部間
の距離を補正し、ついで、上記ワークの直線部が、前記
第３のアライメント・マークの透光部を通過した光を遮
光する方向もしくは遮光しない方向に上記ワークステー
ジを直線移動させ、検出信号が遮断されたとき、もしく
は、出力を発生したときのワークステージの位置を記憶
して、該位置と前記第３のアライメント・マークの透光
部間の距離のデータを演算し、該演算結果に基づきワー
クステージを移動させてワークと第３のアライメント・
マークの透光部間の距離を補正するようにしている。

【００１７】このため、請求項１の発明と同様、光の総
量でワークエッジ部の位置を検出することができ、セン
サとして、オンオフ出力を発生する高速で安価な光量セ
ンサを使用して、ワークの自動的な位置合わせを行うこ
とができる。また、アライメント・マークに３つの透光
部を設け、照明光を上記透光部を通過させるようにして
いるので、ワーク直線部近傍の３点にスポット状に光を
当てることができ、ワーク直線部のエッジ位置を精度よ
く検出することができ、高精度に位置合わせを行うこと
ができる。また、アライメント・マークの２箇所の透光
部間の距離を、ワーク直線部分の長さ以下としているた
め、２辺の角部分に影響されずにワーク直線部のエッジ
位置を精度よく検出することができる。

【００１８】本発明の請求項４の発明においては、マス
ク上に、第１、第２のアライメント・マークを直線状に
配置するとともに、上記第１、第２のアライメント・マ
ークを結ぶ直線とワーク直線部の２辺がなす角度と同一
の角度で交わる直線上に第３のアライメント・マークを
配置し、上記マスク上の第１，第２，第３のアライメン
ト・マークに、光照射部より露光光もしくは非露光光を
照射し、２つの受像手段によってワーク直線部の両端部
近傍の２箇所の領域の画像と該領域内の第１、第２のア
ライメント・マークの画像を受像し、上記ワーク直線部
の両端部近傍の２箇所の領域において、モニタ上にワー
ク直線部のエッジに略直交し、上記第１、第２のアライ
メント・マークをよぎるラインを発生させ、上記ライン
とワークのエッジの交点と、上記ラインがアライメント
・マークをよぎる点との距離を求めることにより、上記
第１、第２のアライメント・マークとワーク直線部間の
それぞれの距離のデータを演算して、ワーク直線部と前
記第１、第２のアライメント・マークを結ぶ直線とがな
す角度を補正するとともにワークと第１、第２のアライ
メント・マークの距離を補正し、また、もう一つの受像
手段によってワーク直線部の領域の画像と該領域内の第
３のアライメント・マークの画像を受像し、上記ワーク
直線部の領域において、モニタ上にワーク直線部のエッ
ジに略直交し、上記第３のアライメント・マークをよぎ
るラインを発生させ、上記ラインとワークのエッジの交
点と、上記ラインがアライメント・マークをよぎる点と
の距離を求めることにより、上記第３のアライメント・
マークとワーク直線部間のそれぞれの距離のデータを演
算して、上記距離のデータに基づき、ワークステージを
移動させてワークと第３のアライメント・マークの間の
距離を補正するようにしている。このため、請求項２の
発明と同様、ワークの位置合わせを自動的に精度良く行
うことができる。本発明の請求項５の発明においては、
光照射部から照射される露光光もしくは非露光光のゆら
ぎ、リップル分を検出する光量センサを設けているの
で、光照射部から照射される光のゆらぎ、リップル分を
補償することができる。

【００１９】

【発明の実施形態】図１は本発明の第１の実施例を示す
図であり、本実施例はプロキシミティ露光装置に本発明
を適用した実施例を示している。同図において、１はマ
スクステージであり、マスクステージ１にはマスクパタ
ーンＭＰとアライメント・マーク（以下パターン方位マ
ークという）ＭＤが印されたマスクＭが真空吸着等の手
段により固定されている。

【００２０】図２はマスクＭ上におけるパターン方位マ
ークＭＤの配置およびその形状の一例を示す図である。
パターン方位マークＭＤは同図（ａ）に示すようにマス
クパターンＭＰに略平行に印されており、例えば、同図
（ｂ）（ｃ）に示すように、切り欠き状もしくは矩形状
の透光部を持ち、その間隔Ｐは、同図（ｄ）に示すワー
クＷのオリフラ有効長内になるように選定されている。

【００２１】なお、ワークＷのオリフラ部ＯＦの端部は
曲線形状であり、オリフラ部ＯＦで直線形状と認められ
る部分を上記オリフラ有効長としている。また、パター
ン方位マークＭＤとしては、前記図２に示した以外種々
の形状のマークを用いることができるが、図２において
は、同図（ｂ）に示した切り欠き状の透光部を持つパタ
ーン方位マークを使用するのが望ましい。

【００２２】すなわち、図３から明らかなように、ワー
ク全面に非露光光を照射する場合には、図２（ｂ）のパ
ターン方位マークを使用する方が、図２（ｃ）のパター
ン方位マークを使用する場合に比べ照射エリアを小さく
することができ、小さなランプを使用することができ
る。図１に戻り、２はワークステージ、Ｗはワークであ
り、ワークＷには前記したようにオリフラ部ＯＦが設け
られており、ワークＷはワークステージ２に真空吸着等
により固定される。

【００２３】また、ワークステージ２はモータ１３によ
り回転駆動され、ワークＷは、その回転中心が上記回転
中心と一致するようにワークステージ２上の所定位置に
固定される。さらに、ＸＹ移動機構２ａはモータ１４，
１５により駆動され、上記ワークステージ２を、Ｘ，Ｙ
軸（ワークステージ面に平行な平面上の直交軸）方向に
駆動する。また、モータ１４，１５にはエンコーダ１４
ａ，１５ａが取り付けられており、モータ１４，１５よ
る駆動量は上記エンコーダ１４ａ，１５ａにより検出さ
れる。

【００２４】１１はマスクＭ上のパターン方位マークＭ
ＤとワークＷのオリフラ部ＯＦを照明する照明系であ
り、照明系１１はランプ１１ａ、レンズ１１ｂ、ハーフ
ミラー１１ｃ、および、ランプ１１ａが放射する光の
「ゆらぎ」、「リップル」分を検出する光量センサ（以
下、Ｒｅｆセンサという）Ｓref から構成されている。
そして、ランプ１１ａが放射する照明光はレンズ１１ａ
を介してハーフミラー１１ｃで反射され、マスクＭ上の
パターン方位マークを照射するとともに、ハーフミラー
１１ｃを通過して上記ＲｅｆセンサＳref に入射する。

【００２５】照明系１１の照明光としては、ワークＷ上
のフォトレジストを感光させない非露光光もしくは露光
光を使用することができる。露光光を使用する場合に
は、ワークＷのフォトレジストが感光しないように、オ
リフラ部ＯＦ周辺のみを照射する。なお、露光光を照射
するとオリエンテーションフラット部のフォトレジスト
が変形する場合もあるので、非露光光を使用するのが望
ましい。

【００２６】また、非露光光を使用する場合には、ワー
ク全面を照射可能であり、図１に示すようにパターン方
位マーク近傍だけを照射する照明系に換え、ワーク全面
を照射する照明系を使用することができる。その場合に
は、例えば、露光時、ワークに露光光を照射する図示し
ない露光光照射装置からフィルタ等を介して非露光光を
放射させてマスクとワーク全面を照射することもでき
る。なお、本実施例においては、パターン方位マーク近
傍だけを照射する非露光光を使用する場合について説明
する。

【００２７】また、１２は光量検出手段であり、光量検
出手段１２はレンズ１２ａと光電素子等からなる光量セ
ンサＳd から構成され、照明系１１→パターン方位マー
クＭＤ→オリフラ部ＯＦを介して照明系１１が照射する
光を受光し、受光される光量に応じた出力を発生する。
図４はワークＷの位置と光量センサＳd の出力との関係
を示す図であり、同図に示すように、ワークＷの位置に
応じて光量センサＳd の出力が変化する。

【００２８】なお、光量検出手段１２のセンサ面と照明
系１１の光学位置は結像関係にある。これにより、パタ
ーン方位マークＭＤ、オリフラ部ＯＦのエッジ部あるい
は光量検出手段１２のセンサ面に付着するゴミの影響を
除去することができ、また、後述するようにパターン方
位マークＭＤの切り欠き状透光部もしくは矩形状透光部
を通過する光の総量をもって、オリフラ部ＯＦのエッジ
を検出することができるようになる。

【００２９】また、上記照明系１１と光量検出手段１２
は、前記図２（ｂ）（ｃ）に示したパターン方位マーク
ＭＤの切り欠き状透光部、もしくは矩形状透光部に対応
させて、距離Ｐ離れた位置に２箇所に設けられている
（２箇所に設けられた光量検出手段１２のそれぞれの光
量センサを、以下、Ｓd1，Ｓd2という）。２１はレベル
コンパレータであり、レベルコンパレータ２１は照明系
１１のランプ１１ａが放射する光の「ゆらぎ」、「リッ
プル」分（以下、これを「ゆらぎ信号」という）により
上記光量検出手段１２の出力が変動するのを補償すると
ともに、「ゆらぎ」、「リップル」分が補償された光量
センサＳd1，Ｓd2の検出信号をしきい値と比較し、オン
／オン信号を出力する。

【００３０】すなわち、光量検出手段１２への入射光
は、ワークＷが遮光するときの光量変化と照明系１１か
らの光自体の「ゆらぎ」とを含んでおり、照明系１１の
ランプ１１ａが放射する光の「ゆらぎ」、「リップル」
分をＲｅｆセンサＳref で検出することにより、上記
「ゆらぎ」、「リップル」分による光の変動を検出する
ことができる。

【００３１】図５は上記したレベルコンパレータ２１の
一例を示す図であり、同図において、Ａ１〜Ａ３は帰還
回路を備えた増幅器、Ｄ１，Ｄ２は割算器、Ｃ１，Ｃ２
は比較器である。増幅器Ａ１は上記ＲｅｆセンサＳref
が出力するゆらぎ信号Ｔp1を増幅するとともに、割算器
Ｄ１，Ｄ２への入力信号のレベルを調整する。ゆらぎ信
号Ｔp1のレベルの調整は、ＲｅｆセンサＳref に入射さ
れる光を減光フィルタにより調整するとともに、上記増
幅器Ａ１のフィードバック抵抗を微調することにより
２．５Ｖ程度になるように調整される。なお、ゆらぎ信
号Ｔp1のリップルは１００Ｈｚ、ｐ−ｐ１〜１．５％程
度（電源周波数が５０Ｈｚの場合）、ゆらぎは数Ｈｚで
１〜２％程度と考えられる。

【００３２】また、増幅器Ａ２，Ａ３は、上記光量セン
サＳd1，Ｓd2による検出信号Ｔp2，Ｔp3を増幅するとと
もに、割算器Ｄ１，Ｄ２への入力信号のレベル調整を行
う。割算器Ｄ１は上記光量センサＳd1の検出信号Ｔp2と
ゆらぎ信号Ｔp1が入力されると（検出信号Ｔp2）／（ゆ
らぎ信号Ｔp1）を演算し、割算器Ｄ２は（検出信号Ｔp
3）／（ゆらぎ信号Ｔp1）を演算する。これにより、照
明系１１のランプ１１ａが放射する光の「ゆらぎ」、
「リップル」分を補償することができる。

【００３３】すなわち、ランプ１１ａが放射する光が変
動したとき、それに応じて、検出信号Ｔp2、Ｔp3も変動
すると考えられるので、上記のような割り算を行うこと
により、「ゆらぎ」、「リップル」分を補償することが
できる。割算器Ｄ１，Ｄ２により「ゆらぎ」、「リップ
ル」分が補償された検出信号Ｔp2、Ｔp3は比較器Ｃ１，
Ｃ２に与えられ、所定のしきい値と比較され、比較器Ｃ
１，Ｃ２は割算器Ｄ１，Ｄ２の出力が上記しきい値を越
えたとき、Ｈレベルの出力を発生する。

【００３４】なお、割算器Ｄ１，Ｄ２の出力は４．０Ｖ
程度（１００×５００μのエリアの光が光量センサＳd
1，Ｓd2に入力されるとき）になるように調整され、ま
た、比較器Ｃ１，Ｃ２はその入力の立ち上がりから１０
〜２０μｓで動作するように調整される。図１に戻り、
２２は制御装置であり、制御装置２２は後述するよう
に、レベルコンパレータ２１の出力とエンコーダ１４
ａ，１５ａのカウント値に基づき、ワークステージ２の
位置を制御し、ワークＷのオリフラ部ＯＦの位置合わせ
を行う。

【００３５】次に本実施例におけるマスクパターンとオ
リエンテーションフラット部の位置合わせ手順について
説明する。 (1) マスクＭに印されたパターン方位マークＭＤの切り
欠き状透光部が照明系１１の光照射域の略中心位置にな
るように、マスクＭを、マスクステージの所定位置に取
り付け、図示しない真空吸着手段等により固定する。な
お、本実施例では、前記図２に示したパターン方位マー
クの内、同図（ｂ）に示したマークを使用した場合につ
いて説明する。

【００３６】また、ワークＷの回転中心とワークステー
ジ２の回転中心を一致させ、ワークＷのオリフラ部ＯＦ
の位置がマスクＭのパターン方位マークＭＤの真下にな
るようにワークＷをワークステージ２に載置し、図示し
ない真空吸着手段等により固定する。その際、ワークス
テージＷのＸ軸もしくはＹ軸移動方向に対してオリフラ
部ＯＦが、ある程度直交状態になるようにワークＷを固
定する（本実施例では、ワークステージＷのＹ軸移動方
向に対してオリフラ部ＯＦが直交状態になるようにワー
クＷを固定した場合について説明する）。

【００３７】このとき、ワークＷのオリフラ部ＯＦとパ
ターン方位マークＭＤは一致しておらず、図６（ａ）に
示すような初期位置にある。 (2) 照明系１１よりマスクＭのパターン方位マークＭＤ
に照明光を照射し、光量検出手段１２のセンサ面と照明
系１１の光学位置が結像関係になるようにする。なお、
照明系１１のランプ１１ａが放射する光の一部はハーフ
ミラー１１ｃを通過してＲｅｆセンサＳref に入射す
る。 (3) 照明系１１から照明光を照射したとき、パターン方
位マークＭＤとワークＷは前記図６（ａ）の初期位置に
あり、２組の光量検出手段の光量センサＳd1，Ｓd2には
パターン方位マークＭＤの切り欠き状透光部を介して照
明光が入射し、光量センサＳd1，Ｓd2はオン信号を出力
している。また、このとき、ワークＷは停止している。

【００３８】なお、光が光量センサＳd1，Ｓd2に入射し
たとき、光量センサＳd1，Ｓd2がオフ信号を出力するよ
うに構成してもよいが、本実施例では光入射時、光量セ
ンサＳd1，Ｓd2がオン信号を出力するものとして説明す
る。上記光量センサＳd1，Ｓd2が出力するオン信号は、
前記図５に示したレベルコンパレータ２１に送られ、レ
ベルコンパレータ２１は上記光量センサＳd1，Ｓd2の出
力Ｔp2、Ｔp3を増幅器Ａ２，Ａ３で増幅する。

【００３９】一方、照明系１１のランプ１１ａが放射す
る光はＲｅｆセンサＳref で受光され、レベルコンパレ
ータ２１に送られ、増幅器Ａ１で増幅される。割算器Ｄ
１，Ｄ２は上記増幅器Ａ１，Ａ２，Ａ３の出力に基づき
前記した演算を行い、ランプ１１ａが放射する光の「ゆ
らぎ」、「リップル」分を補償する。図７は上記割算器
Ｄ１，Ｄ２とコンパレータＣ１，Ｃ２の出力を示す図で
あり、初期位置においては同図の（ａ）矢印に示すよう
に、割算器Ｄ１，Ｄ２およびコンパレータＣ１，Ｃ２は
ハイレベルの出力を発生している。 (4) モータ１５を駆動してワークＷが載置されたワーク
ステージ２をオリフラ部ＯＦと直交方向（この場合には
Ｙ軸方向）に移動させる。

【００４０】これにより、パターン方位マークＭＤとワ
ークＷは前記図６（ｂ）に示す状態となり、パターン方
位マークＭＤの切り欠き状透光部を介して２組の光量検
出手段の光量センサＳd1，Ｓd2に入射する照明光の内、
一方、例えば、光量センサＳd1に入射する照明光は遮光
されてその出力がオフとなる。その結果、図７に示すよ
うに、割算器Ｄ１の出力が低下し、コンパレータＣ１の
出力がローレベルとなる〔図７の（ｂ）矢印の状態〕。
レベルコンパレータ２１はコンパレータＣ１の出力がロ
ーレベルになると制御装置２２に対して割り込み信号を
発生し、制御装置２２はその時のエンコーダ１５ａのカ
ウント値ＥＣ１（ワークステージ２をＹ軸方向に駆動す
るモータの駆動量に相当）を記憶する。 (5) モータ１５をさらに駆動してワークステージ２をオ
リフラ部ＯＦと直交方向に移動させる。

【００４１】これにより、パターン方位マークＭＤとワ
ークＷは前記図６（ｃ）に示す状態となり、パターン方
位マークＭＤの切り欠き状透光部を介して２組の光量検
出手段の光量センサＳd1，Ｓd2に入射する照明光は遮光
されて両者の出力がオフとなる。その結果、図７に示す
ように、割算器Ｄ１，Ｄ２の出力が低下し、コンパレー
タＣ１，Ｃ２の出力がローレベルとなる〔図７の（ｃ）
矢印の状態〕。レベルコンパレータ２１はコンパレータ
Ｃ１，Ｃ２の出力がローレベルになると制御装置２２に
対して割り込み信号を発生し、前記(4) と同様、制御装
置２２はその時のエンコーダ１５ａのカウント値ＥＣ２
を記憶する。

【００４２】また、制御装置２２はモータ１５の駆動を
停止し、ワークステージ２のＹ軸方向の移動を停止させ
る。 (6) 制御装置２２は上記エンコーダ１５ａのカウント値
の差とパターン方位マークＭＤの切り欠き状透光部の距
離Ｐからオラフラ部ＯＦの傾きを求める。すなわち、エ
ンコーダカウント値ＥＣ１はオリフラ部ＯＦが図６
（ｂ）の位置にあるときのＹ座標値（これをＹＢとす
る）に対応し、また、エンコーダカウント値ＥＣ２はオ
リフラ部ＯＦが図６（ｃ）の位置にあるときのＹ座標値
（これをＹＣとする）に対応する。

【００４３】したがって、オリフラ部ＯＦの傾きθと、
上記距離Ｐおよび上記エンコーダカウント値の差（ＹＣ
−ＹＢ）は図６（ｄ）に示すような関係になるから、次
式によりオリフラ部ＯＦの傾きθを求めることができ
る。 tan θ＝｜YB-YC ｜／Ｐ (7) 制御装置２２は上記オリフラ部ＯＦの傾きθに基づ
き、モータ１３を駆動してワークステージ２を回転さ
せ、パターン方位マークＭＤとオリフラ部ＯＦの角度ず
れを調整する。 (8) 制御装置２２はモータ１５を駆動して、光量センサ
Ｓd1，Ｓd2の出力が共にオンになる前記図６（ａ）の初
期位置までワークステージ２をＹ軸方向に移動させる。 (9) 上記(4) 〜(7) の手順を繰り返し、パターン方位マ
ークＭＤとオリフラ部ＯＦの傾きθが所定値以内になっ
たか否かを確認する。

【００４４】そして、上記傾きθが所定値以内になって
いない場合には、傾きθが所定値以内になるまで、上記
手順を繰り返す。 (10)オリフラ部ＯＦとパターン方位マークＭＤの位置合
わせが終了したら、照明光をオフにして、必要に応じて
照明系１１をマスクＭ上から後退させる。ついで、ワー
クステージ２を予め定められたオフセット量だけＸ，Ｙ
軸方向に移動させるとともに回転させ、マスクパターン
ＭＰとワークＷの位置合わせを行い、図示しない露光光
照射装置から露光光をマスクＭ上に照射しワークＷを露
光する。

【００４５】以上のように、本実施例においては、マス
ク上に切り欠き状もしくは矩形状の透光部を持つパター
ン方位マークを印し、該切り欠き状もしくは矩形状の透
光部およびオリエンテーションフラット部を通過する光
を光量センサで検出しているので、光の総量でオリフラ
部の位置を検出することができ、センサとして、オンオ
フ出力を発生する高速で安価なセンサを使用することが
できる。

【００４６】また、パターン方位マークに切り欠き状も
しくは矩形状の透光部を設け、照明光を上記透光部を通
過させるようにしているので、オリエンテーションフラ
ット部近傍の２点にスポット状に光を当てることがで
き、精度よく検出することができる。なお、上記実施例
では、初期位置として、図６（ａ）の状態にしておき、
ワークＷを図６（ａ）→（ｂ）→（ｃ）のように移動さ
せているが、初期位置として図６（ｃ）の状態とし、ワ
ークＷを図６（ｃ）→（ｂ）→（ａ）のように移動さ
せ、光量センサＳd1，Ｓd2に光が入射するときのエンコ
ーダカウント値を記憶するようにしてもよい。

【００４７】また、上記実施例では、照明系をマスクの
上側に光量検出手段をワークの下側に配置した例を示し
たが、照明系をワークの下側に光量検出手段をマスクの
上側に配置してもよい。さらに、本実施例ではオリエン
テーションフラット部の位置合わせを制御装置により自
動的に行う場合について説明したが、上記操作をマニュ
アルで行ってもよい。

【００４８】図８は本発明の第２の実施例を示す図であ
り、本実施例は本発明を投影露光装置に適用した場合を
示している。同図において、３１はワーク露光時にマス
クパターン像をワークＷ上に投影させるための露光光を
照射する光照射装置、１はマスクステージであり、マス
クステージ１には、第１の実施例と同様、マスクパター
ンＭＰと前記図２に示したパターン方位マークＭＤが印
されたマスクＭが真空吸着等の手段により固定されてい
る。

【００４９】３２は投影レンズであり、投影レンズ３２
はマスクパターン像をワークＷ上に投影させる。２はワ
ークステージ、Ｗはワークであり、ワークＷには前記し
たようにオリフラ部ＯＦが設けられており、ワークＷは
ワークステージ２に真空吸着等により固定される。ワー
クステージ２にはオラフラ部ＯＦを通過する照明光を透
過させる光透過穴２ｃが設けられている。

【００５０】また、ワークステージ２はＸ，Ｙ，θ移動
機構２ｂにより駆動され、Ｘ，Ｙ方向に移動するととも
に回転する。ワークＷは、その回転中心が上記回転中心
と一致するようにワークステージ２上の所定位置に固定
される。なお、同図には図示していないが、第１の実施
例と同様、Ｘ，Ｙ，θ移動機構２ｂには、ワークステー
ジ２をＸ，Ｙ軸方向に駆動および回転させるモータとモ
ータの駆動量を検出するエンコーダが設けられている。

【００５１】１１はマスクＭ上のパターン方位マークＭ
ＤとワークＷのオリフラ部ＯＦを照明する照明系であ
り、第１の実施例と同様、照明系１１はランプ１１ａ、
レンズ１１ｂ、ハーフミラー１１ｃ、および、Ｒｅｆセ
ンサＳref から構成されている。照明系１１の照明光と
しては、非露光光もしくは露光光を使用することができ
るが、本実施例に示す投影露光の場合には、投影レンズ
３２を介して照明光および露光光を照射するので露光光
を使用するのが望ましい。

【００５２】すなわち、投影露光の場合には、投影レン
ズの収差により非露光光と露光光でピント位置がずれる
場合があり、オリフラ部ＯＦの位置合わせに非露光光を
使用すると、露光時にワークステージ２（もしくはマス
クステージ１）を移動させたり、光学部材を使用する等
して、再度光学系を調整する必要が生じ操作が煩雑もし
くは構成が複雑になる。オリフラ部ＯＦの位置合わせに
露光光を使用すれば、投影レンズの収差により非露光光
と露光光でピント位置がずれることはなく、上記問題発
生しない。

【００５３】なお、本実施例においては、パターン方位
マーク近傍だけを照射する露光光を使用する場合につい
て説明するが、上記のように光学系を調整したり、光学
部材を用いれば非露光光を使用することが可能である。
３３は投影レンズ、１２は光量検出手段、１２ｂは光量
検出手段に設けられるアパーチャ（開口）、Ｓd は光電
素子等から構成される光量センサであり、光量センサＳ
ｄは、照明系１１→パターン方位マークＭＤ→投影レン
ズ３２→オリフラ部ＯＦ→投影レンズ３３→アパーチャ
１２ｂを介して入射する光を受光し、受光される光量が
所定のしきい値以下のときオフ、しきい値以上のときオ
ンとなるオン／オフ信号を出力する。

【００５４】なお、第１の実施例と同様、光量センサＳ
d のセンサ面と照明系１１の光学位置は結像関係にあ
る。これにより、パターン方位マークＭＤ、投影レンズ
３２等に付着するゴミの影響を除去することができ、ま
た、パターン方位マークＭＤの切り欠き状透光部もしく
は矩形状透光部を通過する光の総量をもって、オリフラ
部ＯＦのエッジを検出することができるようになる。

【００５５】また、上記照明系１１と投影レンズ３３と
光量検出手段１２は、第１の実施例と同様、前記図２
（ｂ）（ｃ）に示したパターン方位マークＭＤの切り欠
き状透光部、もしくは矩形状透光部に対応させて、距離
Ｐ離れた位置に２箇所に設けられている（２箇所に設け
られた光量センサＳd を、以下、Ｓd1，Ｓd2という）。
２１はレベルコンパレータであり、レベルコンパレータ
２１は、第１の実施例と同様の構成を持ち、照明系１１
のランプ１１ａが放射する光の「ゆらぎ」等により上記
光量センサＳd1，Ｓd2の出力が変動するのを補償する。

【００５６】２２は制御装置であり、制御装置は第１の
実施例と同様、レベルコンパレータ２１の出力とエンコ
ーダのカウント値に基づき、ワークステージ２の位置を
制御し、ワークＷのオリフラ部ＯＦの位置合わせを行
う。次に本実施例におけるマスクパターンとオリエンテ
ーションフラット部の位置合わせ手順について説明す
る。 (1) マスクＭに印されたパターン方位マークＭＤの切り
欠き状透光部が照明系１１の光照射域の略中心位置にな
るように、マスクＭを、マスクステージ１の所定位置に
固定する。

【００５７】また、ワークＷの回転中心とワークステー
ジ２の回転中心を一致させ、ワークＷのオリフラ部ＯＦ
の位置がマスクＭのパターン方位マークＭＤの真下にな
るようにワークＷをワークステージ２に固定する。その
際、ワークステージＷのＸ軸もしくはＹ軸移動方向に対
してオリフラ部ＯＦが、ある程度直交状態になるように
ワークＷを固定する（本実施例では、ワークステージ２
のＹ軸移動方向に対してオリフラ部ＯＦが直交状態にな
るようにワークＷを固定した場合について説明する）。

【００５８】このとき、ワークＷのオリフラ部ＯＦとパ
ターン方位マークＭＤは一致しておらず、図６（ａ）に
示すような初期位置にある。 (2) 照明系１１よりマスクＭのパターン方位マークＭＤ
に照明光を照射する。パターン方位マークＭＤを通過し
た光は、投影レンズ３２→ワークＷのオリフラ部ＯＦ→
ワークステージ２の光透過穴２ｃ→投影レンズ３３→ア
パーチャ１２ｂを介して光量検出手段１２の光量センサ
Ｓd1, Ｓd2に入射する。 (3) 照明系１１から照明光を照射したとき、パターン方
位マークＭＤとワークＷは前記図６（ａ）の初期位置に
あり、２組の光量検出手段の光量センサＳd1，Ｓd2には
パターン方位マークＭＤの切り欠き状透光部を介して照
明光が入射し、光量センサＳd1，Ｓd2はオン信号を出力
している。

【００５９】上記光量センサＳd1，Ｓd2が出力するオン
信号は、前記図５に示したレベルコンパレータ２１に送
られ、レベルコンパレータ２１のコンパレータＣ１，Ｃ
２はハイレベルの出力を発生している。 (4) Ｘ，Ｙ，θ移動機構２６に設けられたモータを駆動
してワークＷが載置されたワークステージ２をオリフラ
部ＯＦと直交方向（この場合にはＹ軸方向）に移動さ
せ、第１の実施例と同様、前記図６（ｂ）に示す状態と
なったときのＸ，Ｙ，θ移動機構２６に設けられたエン
コーダのカウント値ＥＣ１〔図７の（ｂ）参照〕と、図
６（ｃ）に示す状態になったときの上記エンコーダのカ
ウント値ＥＣ２〔図７の（ｃ）参照〕を記憶し、ワーク
ステージ２のＹ軸方向の移動を停止させる。 (6) 第１の実施例と同様、上記エンコーダのカウント値
の差とパターン方位マークＭＤの切り欠き状透光部の距
離Ｐからオラフラ部ＯＦの傾きを求め、オリフラ部ＯＦ
の傾きθに基づき、ワークステージ２を回転させ、パタ
ーン方位マークＭＤとオリフラ部ＯＦの角度ずれを調整
する。 (8) 以下、第１の実施例の(8) 〜(10)と同様に、ワーク
Ｗの傾きを調整した後、ワークステージ２を予め定めら
れてオフセット量だけ移動させマスクパターンＭＰとワ
ークＷの位置合わせを行い、露光光照射装置３１から露
光光をマスク上に照射しワークＷを露光する。

【００６０】以上のように、本実施例においては、第１
の実施例と同様、光の総量でオリフラ部の位置を検出す
ることができ、上記光量センサとして高速で安価なセン
サを使用することができる。また、パターン方位マーク
ＭＤに切り欠き状もしくは矩形状の透光部を設けている
ので精度よく検出することができる。なお、本実施例に
おいても、第１の実施例と同様、ワークＷを図６（ｃ）
→（ｂ）→（ａ）のように移動させ、光量センサＳd1，
Ｓd2に光が入射するときのエンコーダカウント値を記憶
するようにしてもよい。

【００６１】図９は本発明の第３の実施例を示す図であ
る。本実施例はプロキシミティ露光装置において、パタ
ーン方位マークとオリエンテーションフラット部をＣＣ
Ｄセンサ等の受像素子で受像して、パターン方位マーク
とオリエンテーションフラット部の距離を制御装置によ
り算出して、オリエンテーションフラット部の位置合わ
せをする実施例を示している。

【００６２】同図において、１はマスクステージであ
り、マスクステージ１にはマスクパターンＭＰとパター
ン方位マークＭＤが印されたマスクＭが真空吸着等の手
段により固定されている。なお、本実施例では、パター
ン方位マークＭＤとして、マスクパターンＭＰに略平行
に印された直線状のマークを使用する場合について説明
するが、パターン方位マークＭＤとしてはその他の形状
のマークを使用することができる。

【００６３】２はワークステージ、Ｗはワークであり、
ワークＷには前記したようにオリフラ部ＯＦが設けられ
ており、ワークＷはワークステージ２に真空吸着等によ
り固定される。また、ワークステージ２は、第１の実施
例と同様、モータ１３により回転駆動され、ワークＷ
は、その回転中心が上記回転中心と一致するようにワー
クステージ２上の所定位置に固定される。

【００６４】また、ＸＹ移動機構２ａはモータ１４，１
５により駆動され、上記ワークステージ２を、Ｘ，Ｙ軸
（ワークステージ面に平行な平面上の直交軸）方向に駆
動する。５１はマスクＭ上のパターン方位マークＭＤと
ワークＷのオリフラ部ＯＦを照明する照明系であり、照
明系５１はランプ５１ａ、レンズ５１ｂ、ミラー５１ｃ
から構成され、ランプ５１ａが放射する照明光はレンズ
５１ａを介してミラー５１ｃで反射され、マスクＭ上の
パターン方位マークＭＤを照射する。

【００６５】照明系５１の照明光としては、前記と同
様、ワーク上のフォトレジストを感光させない非露光光
もしくは露光光を使用することができる。また、５２は
ＣＣＤセンサ等から構成される受像手段であり、照明系
５１が照射する照明光により、パターン方位マークＭＤ
とオリフラ部ＯＦの画像を受像する。なお、第１の実施
例と同様、上記照明系５１と受像手段５２は、ワークＷ
のオリフラ部の両端部近傍の２箇所に設けられている
（２箇所に設けられた受像手段５２のそれぞれの受像素
子を、以下、ＣＣＤ１，ＣＣＤ２という）。

【００６６】２２は制御装置、２３はモニタであり、制
御装置２２は後述するように、受像手段５２により受像
された画像からパターン方位マークＭＤに対するオリフ
ラ部ＯＦの傾きを求め、ワークステージ２の位置を制御
し、ワークＷのオリフラ部ＯＦの位置合わせを行う。次
に本実施例におけるマスクパターンとオリエンテーショ
ンフラット部の位置合わせ手順について説明する。 (1) マスクＭに印されたパターン方位マークＭＤが照明
系５１の光照射域の略中心位置になるように、マスクＭ
を、マスクステージ１の所定位置に取り付け、図示しな
い真空吸着手段等により固定する。

【００６７】また、ワークＷの回転中心とワークステー
ジ２の回転中心を一致させ、ワークＷのオリフラ部ＯＦ
の位置がマスクＭのパターン方位マークＭＤの略真下に
なるようにワークＷをワークステージ２に載置し、図示
しない真空吸着手段等により固定する。 (2) 照明系５１よりマスクＭのパターン方位マークＭＤ
に照明光を照射し、受像手段５２によりパターン方位マ
ークＭＤとワークＷのオリフラ部ＯＦの画像を受像す
る。受像手段５２のＣＣＤ１とＣＣＤ２で受像された画
像は制御装置２２に送られ、モニタ２３に表示される。 (3) 制御装置２２は、図１０に示すように、受像された
画像の領域（ａ）（ｂ）において、パターン方位マーク
ＭＤに略直交する数本のラインを発生させ、各ラインに
おけるオリフラ部ＯＦとパターン方位マークＭＤの距離
を測定し、領域（ａ）（ｂ）における平均距離を算出す
る。 (4) 制御装置２２は、領域（ａ）における平均距離と領
域（ｂ）における平均距離を比較して、両者が一致する
ように、ワークＷが固定されたワークステージ２を移動
させる。 (5) 上記(3) 〜(4) の手順を繰り返し、領域（ａ）にお
ける平均距離と領域（ｂ）における平均距離の差が所定
値以内になったか否かを確認する。

【００６８】そして、上記距離の差が所定値以内になっ
ていない場合には、上記距離の差が所定値以内になるま
で、上記手順を繰り返す。 (6) オリフラ部ＯＦとパターン方位マークＭＤの位置合
わせが終了したら、ワークステージ２を予め定められる
オフセット量だけ移動させ、マスクパターンＭＰとワー
クＷの位置合わせを行い、図示しない露光光照射装置か
ら露光光をマスクＭ上に照射しワークＷを露光する。

【００６９】以上のように、本実施例においては、マス
ク上に印されたパターン方位マークとオリエンテーショ
ンフラット部の画像を受像して、オリエンテーションフ
ラット部の端部に近い２つの領域においてオリエンテー
ションフラット部とパターン方位マークの平均距離を求
めて、平均距離が一致するように、ワークステージを移
動させているので、人手を要することなく、自動的にオ
リエンテーションフラット部とパターン方位マークの位
置合わせを行うことができる。

【００７０】また、パターン方位マークに略直交する数
本のラインをモニタ上に発生させ、各ラインにおけるオ
リエンテーションフラット部とパターン方位マークの距
離を測定することにより、オリエンテーションフラット
部とパターン方位マークの平均距離を容易にかつ精度よ
く求めることができ、この方法によれば、作業者が目視
で位置合わせを行うことも可能である。

【００７１】なお、上記実施例では、パターン方位マー
クとして、マスクパターンに平行な直線状のマークを用
いる例を示したが、パターン方位マークとしては、マス
クの方位を示す任意のマークでよく、例えば、マスクパ
ターンに平行に「×」、「＋」等のマークを複数箇所以
上印したものを使用することもできる。また、上記実施
例では、照明系をマスクの上側に光量検出手段をワーク
の下側に配置した例を示したが、第１の実施例と同様、
照明系をワークの下側に光量検出手段をマスクの上側に
配置してもよい。

【００７２】さらに、上記実施例を前記図２に示した投
影露光装置に適用することもできる。図１１は本発明の
第４の実施例を示す図である。本実施例はプロキシミテ
ィ露光装置において、オリエンテーションフラット部を
持たない矩形のワークを位置合わせする実施例を示して
おり、前記した第１、第２の実施例と同様、マスク上に
切り欠き状の透光部を持つパターン方位マークを印し、
該切り欠き状の透光部およびワーク直線部近傍を通過す
る光を光量センサで検出することにより矩形のワークを
位置合わせする実施例を示している。

【００７３】図１１において、図１に示したものと同一
のものには同一の符号が付されており、本実施例におい
ては、図１に示した照明系１１の代わりに、ワークＷ上
にマスクパターンを露光するための露光光（非露光光）
照射装置１０を使用し、該露光光（非露光光）照射装置
１０が放射する光からフィルタ１０ａにより非露光光で
ある例えばｅ線を抽出し、ワークＷの全面に照射する。

【００７４】同図において、１はマスクステージであ
り、マスクステージ１にはマスクパターンＭＰとアライ
メント・マーク（以下パターン方位マークという）ＭＤ
が印されたマスクＭが真空吸着等の手段により固定され
ている。図１２はマスクＭ上におけるパターン方位マー
クＭＤの配置およびその形状の一例を示す図である。パ
ターン方位マークＭＤは同図に示すようにマスクパター
ンＭＰに略平行に印されており、例えば、同図に示すよ
うに、切り欠き状もしくは矩形状（例えば、１００μｍ
×５００μｍ）の３か所の透光部を持ち、その間隔は、
ワークＷの一辺の長さ以内になるように選定されてい
る。なお、パターン方位マークＭＤは、前記したように
上記した切り欠き形状の外、矩形状等、種々の形状のマ
ークを用いることができる図１１に戻り、２はワークス
テージ、Ｗはワークであり、ワークＷは前記したように
矩形（例えば、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２５μｍ）で
あり、ワークＷはワークステージ２に真空吸着等により
固定され、ワークステージ２はモータ１３により回転駆
動される。また、ＸＹ移動機構２ａはモータ１４，１５
により駆動され、上記ワークステージ２は、モータ１４
により図１２に示すＸ軸方向に、また、モータ１５によ
りＹ軸方向に駆動される。また、モータ１４，１５には
エンコーダ１４ａ，１５ａが取り付けられており、モー
タ１４，１５よる駆動量は上記エンコーダ１４ａ，１５
ａにより検出される。

【００７５】１０は上記した露光光（非露光光）照射装
置であり、露光光（非露光光）照射装置１０は図示しな
いランプ、インテグレータレンズ、コリメータレンズ等
と、フィルタ１０ａとシャッタ１０ｂ等から構成され、
位置合わせ時には、フィルタ１０ａにより非露光光であ
るｅ線を選択し、マスクＭ上に照射し、また、露光時に
は、露光光（例えばｉ線、ｇ線、ｈ線）をマスクＭ上に
照射する。

【００７６】なお、上記のように非露光光を露光光（非
露光光）照射装置１０から照射する代わりに、第１の実
施例のように、マスクＭ上のパターン方位マークＭＤに
合わせて３組の照明系を設けて、非露光光もしくは露光
光を照射するようにしてもよい。また、１２は光量検出
手段であり、光量検出手段１２はレンズ１２ａと光電素
子等からなる光量センサＳd から構成され、露光光（非
露光光）照射装置１０→パターン方位マークＭＤ→ワー
クＷのエッジ部分を介して露光光（非露光光）照射装置
１０が照射する光を受光し、受光される光量に応じた出
力を発生する。

【００７７】なお、同図では、光量検出手段１２が一組
しか示されていないが、光量検出手段１２は、前記図１
２に示したパターン方位マークＭＤの切り欠き状透光
部、もしくは矩形状透光部に対応させて、３箇所に設け
られている（３箇所に設けられた光量検出手段１２の光
量センサの内、Ｘ軸方向（図１２の下辺）に設けられた
ものを、以下光量センサＳdx1 ，Ｓdx2 と呼び、Ｙ軸方
向（図１２の右辺）に設けられたものを、光量センサＳ
dyと呼ぶ）。

【００７８】２１はレベルコンパレータであり、レベル
コンパレータ２１は上記光量検出手段１２の検出信号を
しきい値と比較し、オン／オン信号を出力する。２２は
制御装置であり、制御装置２２は後述するように、レベ
ルコンパレータ２１の出力とエンコーダ１４ａ，１５ａ
のカウント値に基づき、ワークステージ２の位置を制御
し、ワークＷの位置合わせを行う。

【００７９】次に本実施例におけるマスクパターンとワ
ーク直線部の位置合わせ手順について説明する。なお、
本実施例においては、まず、後述する（１）Ｘ，Ｙ補正
のためのキャリブレーションを行う。すなわち、アライ
メント検出系を調整するため、ワークステージ２を原点
位置まで移動させたのち、測定器等を用いてワークＷを
ワークステージ２上の所定位置に載置する。そして、マ
スクＭ上から非露光光を照射して、ワークステージ２を
Ｙ，Ｘ方向に移動させ、前記した光量センサＳdx1 ，Ｓ
dx2 および光量センサＳdyがオフになるまでのカウント
値（Ｘorg ，Ｙorg ）をそれぞれ求めて記憶しておく。

【００８０】ついで、後述する（２）ワークの位置合わ
せを行う。すなわち、ワークステージ２上に位置合わせ
を行うワークを載置し、マスクＭ上から非露光光を照射
してワークステージ２を移動させ、光量センサＳdx1 ，
Ｓdx2 および光量センサＳdyがオフになる移動量を求
め、上記カウント値（Ｘorg ，Ｙorg ）を用いて位置合
わせを行う。 （１）Ｘ，Ｙ補正のためのキャリブレーション (a) ワークステージ２が原点位置にあるときのＸＹ移動
機構２ａのエンコーダカウント値（Ｘ0 ，Ｙ0 ）を設定
する。

【００８１】すなわち、制御装置２２はモータ１４、１
５を駆動して、図１３に示すようにＸＹ移動機構２ａに
よりワークステージ２を移動させ、ワークステージ２の
中心を露光領域の中心まで移動させて、その時のエンコ
ーダ１４ａ，１５ａのカウント値を（Ｘ0 ，Ｙ0 ）とす
る。 (b) ノギス等の測定器を用いてワークＷをワークステー
ジ２上の所定の位置に載置し、図示しない真空吸着手段
等により固定する。このとき、マスクＭのパターン方位
マークＭＤ（図１４においては透過光）とワークＷの位
置関係は図１４（ａ）に示すように、Ｘ軸方向に設けら
れたパターン方位マークを結ぶ直線とワークＷのエッジ
とは平行になる。また、この時のエンコーダカウント値
は（Ｘ0 ，Ｙ0 ）である。 (c) 露光光（非露光光）照射装置１０から非露光光（例
えばｅ線）を放射し、前記図１１に示すパターン方位マ
ークＭＤが印されたマスクＭの上方から非露光光を照射
する。

【００８２】なお、前記したように３組の光量検出手段
１２は上記パターン方位マークＭＤを透過した非露光光
が照射される位置に設置されている。 (d) 制御装置２２はモータ１５を駆動してワークステー
ジ２をＹ方向に移動させ、図１４（ｂ）に示すように光
量センサＳdx1 ，Ｓdx2 が同時にオフしたときのエンコ
ーダ１５ａのカウント値（Ｙorg ）を記憶する。

【００８３】なお、光が光量センサＳdx1 ，Ｓdx2 に入
射したとき、光量センサＳdx1 ，Ｓdx2 がオフ信号を出
力するように構成してもよいが、本実施例では光入射
時、光量センサＳdx1 ，Ｓdx2 がオン信号を出力するも
のとして説明する。 (e) モータ１５を駆動してワークステージ２を−Ｙ方向
に移動させ、図１４（ｃ）に示すようにエンコーダカウ
ント値が（Ｘ0 ，Ｙ0 ）になる位置まで戻す。 (f) モータ１４を駆動してワークステージ２をＸ方向に
移動させ、図１４（ｄ）に示すように光量センサＳdyが
オフしたときのエンコーダ１４ａのカウント値（Ｘorg
）を記憶する。 (g) モータ１４を駆動してワークステージ２を−Ｘ方向
に移動させ、図１４（ｃ）に示すようにエンコーダカウ
ント値が（Ｘ0 ，Ｙ0 ）になる位置まで戻す。 (h) 露光光（非露光光）照射装置１０からの非露光光を
オフし、ワークＷを取り外す。

【００８４】以上のようなキャリブレーションを行うこ
とにより、所定位置に載置されたワークＷ（この位置に
ワークＷは位置決めされる）の辺からパターン方位マー
クＭＤまでの距離に相当したエンコーダカウント値（ワ
ークステージ２を移動させたときの上記エンコーダカウ
ント値Ｘorg ，Ｙorg ）を求めることができる。 （２）ワークＷの位置合わせ (a) エンコーダカウント値が（Ｘ0 ，Ｙ0 ）となる位置
にワークステージ２を位置決めし、図１５（ａ）に示す
ようにワークＷをワークステージ２上に載置し固定す
る。なお、本実施例の場合には、ワークＷの回転中心と
ワークステージ２の回転中心を必ずしも一致させる必要
はない。 (b) 露光光（非露光光）照射装置１０から非露光光（例
えばｅ線）を放射し、前記図１２に示すパターン方位マ
ークＭＤが印されたマスクＭの上方から非露光光を照射
する。 (c) 制御装置２２はモータ１５を駆動して図１５（ｂ）
に示すようにワークＷをＹ軸方向に移動させ、光量セン
サＳdx1 がオフになるエンコーダカウント値と、光量セ
ンサＳdx2 がオフになるエンコーダカウント値を求め、
その差よりワークＷのパターン方位マークに対する傾き
θを求める。 (d) 制御装置２２はモータ１３によりワークステージ２
を回転させ、図１５（ｃ）に示すように上記傾きθを補
正したのち、図１５（ｄ）に示すようにエンコーダカウ
ント値が（Ｘ0 ，Ｙ0 ）となる位置にワークステージ２
を戻す。 (e) 制御装置２２はモータ１５を駆動して図１６（ａ）
に示すようにワークＷをＹ方向に移動させ、光量センサ
Ｓdx1 ，Ｓdx2 が同時にオフになったときワークＷを停
止させ、そのときのエンコーダカウント値（Ｙｅ）を記
憶する。 (f) 制御装置２２はワークＷのＹ方向位置誤差を下式に
より求め、エンコーダカウント値が（Ｘ0 ，Ｙ）となる
位置にワークステージ２を移動させる。

【００８５】Ｙ＝Ｙ0 −（Ｙorg −Ｙe ） これによりワークＷのＹ方向位置誤差が補正される。 (g) 図１６（ｂ）に示すように制御装置２２はモータ１
４を駆動してワークＷをＸ方向に移動させ、光量センサ
ＳdyがオフになったときワークＷを停止させ、そのとき
のエンコーダカウント値（Ｘｅ）を記憶する。 (h) 制御装置２２はワークＷのＸ方向位置誤差を下式に
より求め、図１６（ｃ）に示すようにエンコーダカウン
ト値が（Ｘ，Ｙ）となる位置にワークステージ２を移動
させる。

【００８６】Ｘ＝Ｘ0 −（Ｘorg −Ｘe ） これによりワークＷのＸ方向位置誤差が補正される。 (i) 露光光（非露光光）照射装置１０からの非露光光を
オフし、位置合わせを終了する。上記のように位置合わ
せが終了すると、前記したようにマスクＭ上に印された
アライメント・マークとワークＷ上に印されたアライメ
ント・マークを光学顕微鏡等で観察し、両者の位置合わ
せを行い、露光光（非露光光）照射装置１０から露光光
を照射してワークＷの露光を行う。

【００８７】以上のように、本実施例においては、マス
ク上に切り欠き状もしくは矩形状の透光部を持つパター
ン方位マークを印し、該切り欠き状もしくは矩形状の透
光部およびワークＷのエッジを通過する光を光量センサ
で検出しているので、前記した第１、第２の実施例と同
様、光の総量でオリフラ部の位置を検出することがで
き、センサとして、オンオフ出力を発生する高速で安価
なセンサを使用することができる。

【００８８】また、パターン方位マークを３か所設けて
いるので、矩形状のワークの位置合わせを人手を要する
ことなく精度良く行うことができ、ワークの位置合わせ
の自動化を図ることが可能となる。なお、上記実施例で
は、光量センサＳdx1 ，Ｓdx2 ，Ｓdyへの入射光を遮光
しない位置にワークＷを載置して、ワークＷを上記光量
センサＳdx1 ，Ｓdx2 ，Ｓdyを遮光する方向に移動させ
ているが、前記した第１、第２の実施例と同様、光量セ
ンサＳdx1 ，Ｓdx2 ，Ｓdyへの入射光を遮光する位置に
ワークＷを載置して、ワークＷを上記光量センサＳdx1
，Ｓdx2 ，Ｓdyを遮光しない方向に移動させ、光量セ
ンサＳdx1 ，Ｓdx2 ，Ｓdyに光が入射するときのエンコ
ーダカウント値を記憶するようにしてもよい。

【００８９】また、上記実施例ではワークの位置合わせ
を制御装置により自動的に行う場合について説明した
が、上記操作をマニュアルで行ってもよい。さらに、上
記第４の実施例において、前記した第１、第２の実施例
のようにＲｅｆセンサＳref を設け、マスクＭ上に照射
される非露光光のゆらぎ、リップル等を補償するように
構成することもできる。また、上記実施例を前記図２に
示した投影露光装置に適用することもできる。

【００９０】図１７は本発明の第５の実施例を示す図で
ある。本実施例は、第３の実施例に示した方法をオリエ
ンテーションフラット部を持たない矩形のワークの位置
合わせに適用した実施例であり、ワークＷのエッジを第
３の実施例のようにＣＣＤセンサ等の受像素子で受像し
て、パターン方位マークと上記エッジの距離を制御装置
により算出して、ワークＷの位置合わせを行う実施例を
示している。

【００９１】なお、本実施例では、図１８に示すように
パターン方位マークＭＤ１，ＭＤ２として、マスクパタ
ーンＭＰに略平行に印された直線状のマークを使用する
場合について説明するが、パターン方位マークＭＤ１，
ＭＤ２としてはその他の形状のマークを使用することが
できる。図１７において、図９に示したものと同一のも
のには同一の符号が付されており、本実施例の場合に
は、前記第４の実施例と同様、図９に示した照明系５１
の代わりに、図１１に示すようにワークＷ上にマスクパ
ターンを露光するための露光光（非露光光）照射装置１
０を使用し、該露光光（非露光光）照射装置１０が放射
する光からフィルタ１０ａにより非露光光である例えば
ｅ線を抽出し、ワークＷの全面に照射する。

【００９２】また、本実施例においては、図９に示した
受像手段５２が図１８の領域Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ対応
した箇所に３組設けられている（３箇所の受像手段の各
受像素子をそれぞれＣＣＤ１，ＣＣＤ２，ＣＣＤ３とい
う）。次に図１７、図１８により本実施例におけるワー
クＷの位置合わせについて説明する。 （１）Ｘ，Ｙ補正のためのキャリブレーション (a) ノギス等の測定器を用いてワークＷをワークステー
ジ２上の所定の位置に載置し、図示しない真空吸着手段
等により固定する。 (b) 露光光（非露光光）照射装置１０から非露光光（例
えばｅ線）を放射し、図１８に示すパターン方位マーク
が印されたマスクＭの上方から非露光光を照射する。 (c) 制御装置２２は図１８に示す領域Ａ，Ｂ，Ｃにおい
てパターン方位マークＭＤ１，ＭＤ２に略直交する数本
のラインを発生させ、ＣＣＤ１，ＣＣＤ２，ＣＣＤ３に
より領域Ａ，Ｂ，Ｃの画像を受像する。そして、各ライ
ンにおけるワークＷのエッジとパターン方位マークＭＤ
１，ＭＤ２の距離を測定し、領域Ａ，Ｂ，Ｃにおける平
均距離ΔＹ１，ΔＹ２，ΔＸを算出し記憶する。なお、
ワークＷは所定位置に載置されているので、パターン方
位マークＭＤ１に対するワークＷの傾きは略零でありΔ
Ｙ１≒ΔＹ２（＝ΔＹ：以下、これをΔＹという）であ
る。 (h) 露光光（非露光光）照射装置１０からの非露光光を
オフし、ワークＷを取り外す。 （２）ワークＷの位置合わせ (a) マスクＭを、マスクステージ１の所定位置に取り付
け、図示しない真空吸着手段等により固定する。 (b) 露光光（非露光光）照射装置１０から非露光光を照
射し、受像手段５２によりパターン方位マークＭＤ１，
ＭＤ２とワークＷのエッジの画像を受像する。受像手段
５２のＣＣＤ１とＣＣＤ２で受像された画像は制御装置
２２に送られ、モニタ２３に表示される。 (c) 制御装置２２は、図１８に示すように、受像された
画像の領域Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、パターン方位マークＭ
Ｄ１に略直交する数本のラインを発生させ、各ラインに
おけるワークＷのエッジとパターン方位マークＭＤ１の
距離を測定し、領域Ａ，Ｂにおける平均距離を算出す
る。 (d) 制御装置２２は、領域Ａにおける平均距離と領域Ｂ
における平均距離を比較して、両者が一致するように、
ワークＷが固定されたワークステージ２を回転させ、ワ
ークのパターン方位マークＭＤ１に対する傾きを補正す
る。 (e) 上記(c) 〜(d) の手順を繰り返し、領域Ａにおける
平均距離と領域Ｂにおける平均距離の差が所定値以内に
なったか否かを確認する。

【００９３】そして、上記距離の差が所定値以内になっ
ていない場合には、上記距離の差が所定値以内になるま
で、上記手順を繰り返す。 (f) 上記(e) のようにしてワークＷの傾きの補正が終了
したら、領域Ａもしくは領域ＢにおけるワークＷのエッ
ジとパターン方位マークＭＤ２間の距離Δｙを算出し、
前記記憶されたΔＹと比較する。

【００９４】そして、ワークステージをＹ方向に移動さ
せて、ワークＷのＹ方向の距離を補正する。この手順
を、算出された距離Δｙと上記記憶された距離ΔＹの差
が所定値以内になるまで繰り返す。 (g) 上記(f) のようにしてワークＷのＹ方向の位置の補
正が終了したら、領域ＣにおけるワークＷのエッジとパ
ターン方位マークＭＤ２間の距離Δｘを算出し、前記記
憶されたΔＸと比較する。

【００９５】そして、ワークステージをＸ方向に移動さ
せて、ワークＷのＸ方向の距離を補正する。この手順
を、算出された距離Δｘと上記記憶された距離ΔＸの差
が所定値以内になるまで繰り返す。 (h) ワークＷのエッジとパターン方位マークＭＤ１，Ｍ
Ｄ２の位置合わせが終了したら、ワークステージ２を予
め定められたオフセット量だけ移動させ、マスクパター
ンＭＰとワークＷの位置合わせを行い、露光光（非露光
光）照射装置１０から露光光をマスクＭ上に照射しワー
クＷを露光する。

【００９６】以上のように、本実施例においては、マス
ク上に印されたパターン方位マークＭＤ１，ＭＤ２とワ
ークＷのエッジの画像を受像して、ワークＷのエッジと
パターン方位マークＭＤ１，ＭＤ２の平均距離を求め
て、該距離が予めキャリブレーション時に求めた距離と
一致するように、ワークステージ２を移動させているの
で、人手を要することなく、自動的にワークの直線部と
パターン方位マークＭＤ１，ＭＤ２の位置合わせを行う
ことができる。

【００９７】また、パターン方位マークＭＤ１，ＭＤ２
に略直交する数本のラインをモニタ上に発生させている
ので、図９に示した実施例と同様、ワークＷのエッジと
パターン方位マークＭＤ１，ＭＤ２の距離を容易にかつ
精度よく求めることができ、この方法によれば、作業者
が目視で位置合わせを行うことも可能である。なお、上
記実施例では、パターン方位マークＭＤ１，ＭＤ２とし
て、マスクパターンＭＰに平行な直線状のマークを用い
る例を示したが、パターン方位マークとしては、マスク
Ｍの方位を示す任意のマークでよく、例えば、マスクパ
ターンＭＰに平行に「×」、「＋」等のマークを複数箇
所以上印したものを使用することもできる。

【００９８】また、上記のように非露光光を露光光（非
露光光）照射装置１０から照射する代わりに、第３の実
施例のように、マスクＭ上のパターン方位マークＭＤ
１，ＭＤ２に合わせて３組の照明系を設けて、非露光光
もしくは露光光を照射するようにしてもよい。さらに、
上記実施例を前記図２に示した投影露光装置に適用する
こともできる。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
以下の効果を得ることができる。 (1) 矩形状もしくは切り欠き状の２箇所の透光部を持
ち、該透光部間の距離がワークのオリエンテーションフ
ラット部の直線部分の長さ以下であるアライメント・マ
ークをマスクパターンと所定の位置関係になるようにマ
スク上に配置し、光照射部より露光光もしくは非露光光
を照射して、上記ワークステージを、前記透光部を通過
した２つの光をオリエンテーションフラット部が遮光す
る方向もしくは遮光しない方向に直線移動させ、２つの
光検出手段によって上記２つの透光部およびワークのオ
リエンテーションフラット部近傍を通過した光をそれぞ
れ検出し、検出信号が遮断されたとき、もしくは、出力
を発生したときのワークステージの位置、および、前記
２つの透光部間の距離のデータに基づき、オリエンテー
ションフラット部と前記アライメント・マークの２つの
透光部を結ぶ直線とがなす角度を算出し、算出された角
度によりワークステージを移動させるようにしたので、
光の総量でオリエンテーションフラット部の位置を検出
することができ、センサとして、オンオフ出力を発生す
る高速で安価な光量センサを使用することができる。

【０１００】また、アライメント・マークに２つの透光
部を設け、該透光部が光照射域の略中心位置になるよう
に照明光を照射し、照明光を上記透光部を通過させるよ
うにしているので、オリエンテーションフラット部近傍
の２点にスポット状に光を当てることができ、オリエン
テーションフラット部のエッジ位置を精度よく検出する
ことができ、高精度に位置合わせを行うことができる。 (2) マスクパターンと所定の位置関係にあるマスク上の
アライメント・マークに、光照射部より露光光もしくは
非露光光を照射し、２つの受像手段によってオリエンテ
ーションフラット部の両端部近傍の２箇所の領域の画像
と該領域内のアライメント・マークの画像を受像し、上
記オリエンテーションフラット部の両端部近傍の２箇所
の領域において、モニタ上にオリエンテーションフラッ
ト部のエッジに略直交し、上記アライメント・マークを
よぎるラインを発生させてオリエンテーションフラット
部とアライメント間の距離を求めることにより、該平均
距離を容易にかつ精度よく求めることができ高精度に位
置合わせを行うことができる。

【０１０１】また、オリエンテーションフラット部とア
ライメント間の距離を算出し、上記２箇所の領域におけ
るアライメント・マークとオリエンテーションフラット
部間の距離が一致するようにワークステージを移動させ
る制御装置を設けているので、人手を要することなく、
自動的にオリエンテーションフラット部とパターン方位
マークの位置合わせを行うことができる。 (3) ワークの直線部が第１、第２のアライメント・マー
クの矩形状もしくは切り欠き状の透光部を通過した２つ
の光を遮光する方向もしくは遮光しない方向に上記ワー
クステージを直線移動させ、一方の検出信号が遮断され
たとき、もしくは、出力を発生したときのワークステー
ジの第１の位置を記憶し、次に、他方の検出信号が遮断
されたとき、もしくは、出力を発生したときのワークス
テージの第２の位置を記憶し、上記第１の位置、第２の
位置からワーク直線部と前記アライメント・マークの２
つの透光部を結ぶ直線とがなす角度を補正し、ワークス
テージを戻したのち、上記ワークの直線部が前記第１、
第２のアライメント・マークの透光部を通過した２つの
光を遮光する方向もしくは遮光しない方向に上記ワーク
ステージを再度直線移動させ、検出信号が遮断されたと
き、もしくは、出力を発生したときのワークステージの
位置を記憶して、ワークと第１、第２のアライメント・
マークの透光部間の距離を補正し、ついで、上記ワーク
の直線部が、前記第３のアライメント・マークの矩形状
もしくは切り欠き状の透光部を通過した光を遮光する方
向もしくは遮光しない方向に上記ワークステージを直線
移動させ、検出信号が遮断されたとき、もしくは、出力
を発生したときのワークステージの位置を記憶して、第
３のアライメント・マークの透光部間の距離を補正して
いるので、光の総量でワークエッジ部の位置を検出する
ことができ、センサとして、オンオフ出力を発生する高
速で安価な光量センサを使用して、ワークの自動的な位
置合わせを行うことができる。(4) さらに、アライメント・マークの２箇所の透光部間
の距離を、ワークのオリエンテーションフラット部の直
線部分の長さ以下、もしくは、ワーク直線部分の長さ以
下とすることにより、オリエンテーションフラット部の
曲線部分や２辺の角部分に影響されずにオリエンテーシ
ョンフラット部やワーク直線部のエッジ位 置を精度よく
検出することができる。 (5) ２つの受像手段によってワーク直線部の両端部近傍
の２箇所の領域の画像と該領域内の第１、第２のアライ
メント・マークの画像を受像し、上記ワーク直線部の両
端部近傍の２箇所の領域において、モニタ上にワーク直
線部のエッジに略直交し、上記第１、第２のアライメン
ト・マークをよぎるラインを発生させ、上記ラインとワ
ークのエッジの交点と、上記ラインがアライメント・マ
ークをよぎる点との距離を求めることにより、ワーク直
線部と前記第１、第２のアライメント・マークを結ぶ直
線とがなす角度を補正するとともにワークと第１、第２
のアライメント・マークの距離を補正し、また、受像手
段によってワーク直線部の領域の画像と該領域内の第３
のアライメント・マークの画像を受像し、上記ワーク直
線部の領域において、モニタ上にワーク直線部のエッジ
に略直交し、上記第３のアライメント・マークをよぎる
ラインを発生させ、上記ラインとワークのエッジの交点
と、上記ラインがアライメント・マークをよぎる点との
距離を求めることにより、ワークと第３のアライメント
・マークの間の距離を補正するようにしているので、ワ
ークの位置合わせを自動的に精度良く行うことができ
る。(6) 光照射部から照射される露光光もしくは非露光光の
ゆらぎ、リップル分を検出する光量センサを設けること
により、光照射部から照射される光のゆらぎ、リップル
分を補償することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図２】パターン方位マークの配置およびその形状の一
例を示す図である。

【図３】パターン方位マークの形状と光照射エリアの関
係を示す図である。

【図４】ワーク位置と光量の関係を示す図である。

【図５】レベルコンパレータの一例を示す図である。

【図６】パターン方位マークに対するオリエンテーショ
ンフラット部の位置変化を説明する図である。

【図７】レベルコンパレータの動作を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図９】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図１０】受像された画像に重畳して発生させたライン
を示す図である。

【図１１】本発明の第４の実施例を示す図である。

【図１２】第４の実施例におけるマスク上のパターン方
位マークを示す図である。

【図１３】ワークステージの初期設定を示す図である。

【図１４】第４の実施例におけるキャリブレーションの
方法を説明する図である。

【図１５】第４の実施例におけるワークの位置合わせ方
法を説明する図である。

【図１６】第４の実施例におけるワークの位置合わせ方
法を説明する図である。

【図１７】本発明の第５の実施例を示す図である。

【図１８】受像された画像に重畳して発生させたライン
を示す図である。

【図１９】従来のオリエンテーションフラット部の位置
合わせ方法を示す図である。

【符号の説明】

１ マスクステージ ２ ワークステージ ２ａ ＸＹ移動機構 ２ｂ Ｘ，Ｙ，θ移動機構 ２ｃ 光透過穴 １０ 露光光（非露光光）照射装置 １１ 照明系 １１ａ ランプ １１ｂ レンズ １１ｃ ハーフミラー １２ 光量検出手段 １２ａ レンズ １２ｂ アパーチャ（開口） １３，１４，１５ モータ １４ａ，１５ａ エンコーダ ２１ レベルコンパレータ ２２ 制御装置 ２３ モニタ ３１ 光照射装置 ３２ 投影レンズ ３３ 投影レンズ ５１ 照明系 ５１ａ ランプ ５１ｂ レンズ ５１ｃ ミラー ５２ 受像手段 Ａ１，Ａ２，Ａ３ 増幅器 Ｃ１，Ｃ２ 比較器 Ｄ１，Ｄ２ 割算器 Ｍ マスク ＭＰ マスクパターン ＭＤ，ＭＤ１，ＭＤ２パターン方位マーク Ｗ ワーク ＯＦ オリフラ部 Ｓd ，Ｓd1，Ｓd2 光量センサ Ｓdx1,Ｓｄx2，Ｓdy 光量センサ Ｓref Ｒｅｆセンサ ＣＣＤ１，ＣＣＤ２，ＣＣＤ３ 受像素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−55655（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−212436（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−297109（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 H01L 21/68 G03F 7/20 - 7/24 G03F 9/00 - 9/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形状もしくは切り欠き状の２箇所の透
   光部を含み、該透光部間の距離がワークのオリエンテー
   ションフラット部の直線部分の長さ以下であり、マスク
   パターンと所定の位置関係にあるアライメント・マーク
   を有するマスクと、 ワークと、該ワークを保持し移動させるワークステージ
   と、 マスクのアライメント・マークに露光光もしくは非露光
   光を、該アライメント・マークが光照射域の略中心位置
   になるように照射する光照射部と、 前記２箇所の透光部を通過する光をそれぞれ検出して検
   出信号を出力する２つの光検出手段と、 上記２つの光検出手段が出力した検出信号に基づき、ワ
   ークステージの移動を制御する制御手段とを備え、 上記制御手段は、ワークステージ上に保持されたワーク
   のオリエンテーションフラット部が、前記２つの光を遮
   光しない状態から遮光する状態に、もしくは、遮光する
   状態から遮光しない状態になるようにワークステージを
   直線移動させ、 上記２つの光検出手段の検出信号が遮断されたとき、も
   しくは、２つの光検出手段の検出信号が出力されたとき
   のワークステージのそれぞれの位置を記憶し、記憶され
   たワークステージの位置、および、前記２つの透光部間
   の距離に基づき、オリエンテーションフラット部と前記
   アライメント・マークの２つの透光部を結ぶ直線とがな
   す角度を算出し、 上記角度に基づきワークステージを移動させ、オリエン
   テーションフラット部の位置合わせを行うことを特徴と
   するマスクパターンとワークの直線部の位置合わせ装
   置。
2. 【請求項２】 マスクパターンと所定の位置関係にある
   アライメント・マークを有するマスクと、 マスクのアライメント・マークに露光光もしくは非露光
   光を照射する光照射部と、 ワークと、該ワークを、前記光照射部から放射され前記
   アライメント・マークを通過する光をオリエンテーショ
   ンフラット部が遮光しないように保持し移動させるワー
   クステージと、 前記アライメント・マークと、ワークのオリエンテーシ
   ョンフラットの画像を受像する２つの受像手段と、 上記２つの受像手段が受像した画像に基づきワークステ
   ージの移動を制御する制御手段とを備え、 上記制御手段は、オリエンテーションフラット部の両端
   部近傍の２箇所の領域において、上記アライメント・マ
   ークとオリエンテーションフラット部間の距離を算出
   し、 上記２箇所の領域におけるアライメント・マークとオリ
   エンテーションフラット部間の距離が一致するように、
   ワークステージを移動させることを特徴とするマスクパ
   ターンとワークの直線部の位置合わせ装置。
3. 【請求項３】 矩形状もしくは切り欠き状の２箇所の透
   光部を含み、該透光部間の距離が、該透光部を遮光する
   ワークの直線部分の長さ以下である第１、第２のアライ
   メント・マークと、該アライメント・マークを結ぶ直線
   に交わる線上に配置され矩形状もしくは切り欠き状の透
   光部を含む第３のアライメント・マークを有するマスク
   と、 ワークと該ワークステージを移動させるワークステージ
   と、 マスクのアライメント・マークに露光光もしくは非露光
   光を、該アライメント・マークが光照射域の略中心位置
   になるように照射する光照射部と、 前記３箇所の透光部を通過する光をそれぞれ検出して検
   出信号を出力する３つの光検出手段と、 上記３つの光検出手段が出力した検出信号に基づき、ワ
   ークステージの移動を制御する制御手段とを備え、 上記制御手段は、ワークステージ上に保持された上記ワ
   ークの直線部が、前記第１、第２のアライメント・マー
   クの透光部を通過した２つの光を遮光しない状態から遮
   光する状態に、もしくは遮光する状態から遮光しない状
   態になるように上記ワークステージを直線移動させ、 上記２つの光を検出する光検出手段の検出信号が遮断さ
   れたとき、もしくは、２つの光検出手段の検出信号が出
   力されたときのワークステージのそれぞれの位置を記憶
   し、該それぞれの位置からワーク直線部と前記アライメ
   ント・マークの２つの透光部を結ぶ直線とがなす角度を
   算出して、算出された角度に基づきワークステージを回
   転させてワークの角度を補正し、次に、 ワークの直線部が上記第１、第２のアライメント
   ・マークの透光部を通過した２つの光を遮光しない、も
   しくは遮光する位置にワークステージを戻したのち、上
   記ワークの直線部が前記第１、第２のアライメント・マ
   ークの透光部を通過した２つの光を遮光しない状態から
   遮光する状態に、もしくは遮光する状態から遮光しない
   状態になるように上記ワークステージを再度直線移動さ
   せ、 検出信号が遮断されたとき、もしくは検出信号が出力さ
   れたときのワークステージの位置を記憶して、該位置と
   前記第１、第２のアライメント・マークの透光部間の距
   離のデータを演算し、該演算結果に基づきワークステー
   ジを移動させてワークと第１、第２のアライメント・マ
   ークの透光部間の距離を補正し、 ついで、上記ワークの直線部が、前記第３のアライメン
   ト・マークの透光部を通過した光を遮光しない状態から
   遮光する状態に、もしくは遮光する状態から遮光しない
   状態になるように上記ワークステージを直線移動させ、
   前記第３のアライメント・マークの透光部を通過する光
   を検出する検出手段の検出信号が遮断されたとき、もし
   くは検出信号が検出されたときのワークステージの位置
   を記憶して、該位置と前記第３のアライメント・マーク
   の透光部間の距離のデータを演算し、該演算結果に基づ
   きワークステージを移動させてワークと第３のアライメ
   ント・マークの透光部間の距離を補正することを特徴と
   するマスクパターンとワークの直線部の位置合わせ装
   置。
4. 【請求項４】 マスク上に、直線状に配置された第１、
   第２のアライメント・マークと、上記第１、第２を結ぶ
   直線と、ワーク直線部の２辺がなす角度と同一の角度で
   交わる直線上に配置された第３のアライメント・マーク
   を有するマスクと、 マスクのアライメント・マークに露光光もしくは非露光
   光を照射する光照射部と、 ワークと、該ワークを、前記光照射部から放射され前記
   アライメント・マークを通過する光をワークの直線部が
   遮光しないように保持し移動させるワークステージと、 前記アライメント・マークと、ワークの直線部の画像を
   受像する３つの受像手段と、 上記３つの受像手段が受像した画像に基づきワークステ
   ージの移動を制御する制御手段とを備え、 上記制御手段は、２つの受像手段によってワーク直線部
   の両端部近傍の２箇所の領域の画像と該領域内の第１、
   第２のアライメント・マークの画像を受像し、 上記ワーク直線部の両端部近傍の２箇所の領域におい
   て、上記第１、第２のアライメント・マークとワーク直
   線部間のそれぞれの距離のデータを演算して、該距離の
   データからワーク直線部と前記第１、第２のアライメン
   ト・マークを結ぶ直線とがなす角度を算出してワークを
   回転させてワークの角度を補正し、 また、上記距離のデータに基づき、ワークステージを移
   動させてワークと第１、第２のアライメント・マークの
   透光部間の距離を補正し、 また、残りの一つの受像手段によってワーク直線部の領
   域の画像と該領域内の第３のアライメント・マークの画
   像を受像し、上記第３のアライメント・マークとワーク
   直線部間のそれぞれの距離のデータを演算して、上記距
   離のデータに基づき、ワークステージを移動させてワー
   クと第３のアライメント・マークの間の距離を補正する
   ことを特徴とするマスクパターンとワークの直線部の位
   置合わせ装置。
5. 【請求項５】 上記光照射部から照射される露光光もし
   くは非露光光のゆらぎ、リップル分を検出する光量セン
   サを設け、該光量センサの出力により、上記光検出手段
   の出力が変動するのを補償することを特徴とする請求項
   １または請求項３のマスクパターンとワークの直線部の
   位置合わせ装置。