JP3204139B2 - 帯状ワークの投影露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】薄いステンレス等の帯状のワ
ーク上に複数の各種電子素子等を形成するため、ロール
状に巻かれた帯状ワークをリールから引き出して、所定
のパターン領域毎に搬送・停止し、マスクと帯状ワーク
の各露光領域との位置合わせを行ったのちマスクパター
ンをワーク上に露光する露光工程が行われる。本発明
は、上記のような露光工程等に使用される帯状ワークの
投影露光装置に関し、特に本発明は、マスクのアライメ
ントマークと帯状ワークの裏面に記されたアライメント
マークとの位置合わせを行うための位置合わせ機構を備
えた帯状ワークの投影露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種電子素子、マイクロマシン、プリン
ト基板の製造においては、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ことが重要である。この位置
合わせは、通常、マスクおよびワークのアライメントマ
ークを重ね合わせるようにして行っている。また、ある
製造工程では、ワークの両面にパターンを焼き付けるこ
とがあり、この場合には、裏面のパターンに対する表面
のパターンの位置を正確に合わせることが必要となる。
すなわち、表面にパターンが形成されたワークを裏返し
て、裏側の面に露光する際、上記パターン形成済の面
（裏返すことにより裏面側となる）に記されたアライメ
ントマークと表面のパターンの位置合わせを行う必要が
ある（以下このようなアライメントを裏面アライメント
という）。

【０００３】図８は従来の裏面アライメント方法を説明
する図である。同図において、１は光照射装置、Ｍはマ
スクであり、マスクＭにはマスクアライメントマークＭ
ＡＭが記されている。２は投影レンズ、３はワークステ
ージであり、ワークステージ３は例えば、ワークＷを図
示しない真空吸着機構により吸着して保持する。また、
ワークステージ３はワークＷの裏面に印されたアライメ
ントマークＷＡＭを観察するための観察孔３ａ，３ａ’
を有している。４，４’はマスクＭとワークＷとの位置
合わせを行うためのアライメントユニットであり、アラ
イメントユニット４，４’はアライメント光を放出する
光照射装置４ａ，４ａ’とレンズ４ｂ，４ｃ，４ｂ’，
４ｃ’とハーフミラー４ｄ，４ｄ’と受像素子４ｅ，４
ｅ’を備えている。

【０００４】そして、ワークステージ３上にワークＷが
載置されていないとき、投影レンズ２により投影されマ
スクパターン投影面に結像するマスクアライメントマー
クＭＡＭ像を観察孔３ａ，３ａ’、レンズ４ｂ，４
ｂ’、ハーフミラー４ｄ，４ｄ’を介して受像素子４
ｅ，４ｅ’で受像する。また、ワークステージ３上にワ
ークＷが載置されているとき、アライメント光照射装置
４ａ，４ａ’から放出されるアライメント光をレンズ４
ｃ，４ｃ’、ハーフミラー４ｄ，４ｄ’、レンズ４ｂ，
４ｂ’を介してワークＷの裏面のワークアライメントマ
ークＷＡＭに照射し、上記ワークアライメントマークＷ
ＡＭ像を、レンズ４ｂ，４ｂ’、ハーフミラー４ｄ，４
ｄ’を介して受像素子４ｅ，４ｅ’で受像する。２１は
画像処理部であり、受像素子４ｅ，４ｅ’により受像さ
れたアライメントマーク像を画像処理する。

【０００５】次に、図８により、従来の裏面アライメン
ト手順について説明する。 （１）マスクＭを所定の位置に設置する。 （２）ワークＷがワークステージ３上にない状態で、光
照射装置１からマスクＭに露光光を照射する。 （３）マスクアライメントマークＭＡＭ像をアライメン
トユニット４，４’の受像素子４ｅ，４ｅ’で受像して
画像処理部２１に送る。画像処理部２１はマスクアライ
メントマークＭＡＭ像の位置を検出し記憶する。 （４）光照射装置１からマスクＭへの露光光の照射を停
止する。 （５）ワークＷをワークステージ３にセットする。

【０００６】（６）アライメント光照射装置４ａ，４
ａ’から光を放出する。光はワークステージ３の観察孔
３ａ，３ａ’を通して、ワークＷの裏面に照射され、ワ
ークＷの裏面のアライメントマークＷＡＭの像が受像素
子４ｅ，４ｅ’で受像される。受像素子４ｅ，４ｅ’で
受像したワークアライメントマークＷＡＭの像を画像処
理部２１に送りワークＷのアライメントマークＷＡＭの
像の位置を検出する。そして、検出・記憶しておいたマ
スクＭのアライメントマークＭＡＭとワークＷの裏面の
アライメントマークＷＡＭが重なり合うように、ワーク
ステージ３を移動させアライメントを行う。 （７）光照射装置１から露光光をマスクＭ上に照射し、
マスクパターンをワークＷ上に投影してワークＷを露光
する。 （８）露光済のワークＷを搬出する。

【０００７】以上のようにして露光を行ったのち、次の
露光を行う場合には、未露光のワークＷをワークステー
ジ３上に載置して上記（６）〜（８）の手順を繰り返
す。また、上記露光を複数回行ったのち定期的に上記
（１）〜（４）の工程を行い露光の位置ずれを防止す
る。すなわち、検出・記憶しておいたマスクアライメン
トマークＭＡＭの位置とワークアライメントマークＷＡ
Ｍの位置が一致するように位置合わせを行っても、雰囲
気温度の変化等によりマスクＭや投影レンズ２やアライ
メントユニット４，４’の位置が変化すると、当該変化
後のマスクアライメントマークＭＡＭ像の位置と、記憶
しておいたマスクアライメントマークＭＡＭ像の位置が
異なってしまうので、マスクパターンの露光位置がずれ
る。このため、定期的に上記（１）〜（４）の工程を行
い、マスクアライメントマークＭＡＭの位置を検出・記
憶することにより、温度変化等による露光の位置ずれを
防止する必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ロール状に
巻かれた帯状ワークをリールから引き出して、ワークス
テージ上に搬送し、マスクパターンを帯状ワーク上に露
光する投影露光装置においては、一旦帯状ワークをセッ
トしてしまうと、帯状ワークを簡単に取り外すことがで
きず、従来の投影露光装置ではマスクアライメントマー
クの位置を検出・記憶する前記（１）〜（４）の工程を
行うことができない。このため、従来、裏面アライメン
トにより露光処理を行う場合には、帯状ワークをパター
ン領域毎に一枚ずつ切断し、上記図８で説明した方法に
より露光処理を行っていた。

【０００９】本発明は上記した事情を考慮してなされた
ものであって、その目的とするところは、帯状ワークを
一枚ずつ切断することなく裏面アライメントにより露光
処理を行うことができる帯状ワークの投影露光装置を提
供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
課題を次のようにした解決する。 （１）露光光を照射する光照射装置と、マスクパターン
とマスクアライメントマークが印されたマスクと、上記
マスクパターンとマスクアライメントマークを投影する
投影レンズと、ワークアライメントマークが裏面側に記
された帯状ワークと、上記帯状ワークが載置され、載置
された帯状ワークのワークアライメントマークを観察す
る観察孔が設けられたワークステージと、上記帯状ワー
クを所定の送り量で搬送する搬送機構と、ワークステー
ジ上に帯状ワークが載置されていないとき、上記観察孔
を介してマスクのアライメントマークの位置を検出・記
憶し、ワークステージ上に帯状ワークが載置されている
とき、上記観察孔を介して帯状ワークの裏面に印された
ワークアライメントマークの位置を検出する第１のアラ
イメント系と、上記マスクアライメントマークの位置
と、帯状ワークの裏面に印されたワークアライメントマ
ークの位置が一致するように、マスクと帯状ワークの位
置合わせを行う制御手段を備えた帯状ワークの投影露光
装置において、マスクにマスク位置補正マークを設ける
とともに、該マスク位置補正マークの位置を検出・記憶
する第２のアライメント系を設ける。そして、上記第２
のアライメント系により検出されたマスク位置補正マー
クの位置が、予め記憶されているマスク位置補正マーク
の位置からずれたとき、検出されたマスク位置補正マー
クの位置と上記予め記憶されているマスク位置補正マー
クの位置が一致するようにマスクを移動させる。

【００１１】（２）露光光を照射する光照射装置と、マ
スクパターンとマスクアライメントマークが印されたマ
スクと、上記マスクパターンとマスクアライメントマー
クを投影する投影レンズと、ワークアライメントマーク
が裏面側に記された帯状ワークと、上記帯状ワークが載
置され、載置された帯状ワークのワークアライメントマ
ークを観察する観察孔が設けられたワークステージと、
上記帯状ワークを所定の送り量で搬送する搬送機構と、
ワークステージ上に帯状ワークが載置されていないと
き、上記観察孔を介してマスクのアライメントマークの
位置を検出・記憶し、ワークステージ上に帯状ワークが
載置されているとき、上記観察孔を介して帯状ワークの
裏面に印されたワークアライメントマークの位置を検出
するアライメント系と、上記マスクアライメントマーク
の位置と帯状ワークの裏面に印されたワークアライメン
トマークの位置が一致するように、マスクと帯状ワーク
の位置合わせを行う制御手段を備えた帯状ワークの投影
露光装置において、投影レンズとワークステージの間
に、挿脱可能であって、帯状ワークがセットされている
状態でマスクのアライメントマーク像を上記アライメン
ト系に送出可能な補助光学系を設ける。そして、帯状ワ
ークが載置されてないときに前記観察孔を介して上記ア
ライメント系により検出されたマスクアライメントマー
クの位置と、上記補助光学系を介してアライメントマー
ク系により検出されたマスクアライメントマークの位置
が一致するように補助光学系を位置決めし、ワークステ
ージ上に帯状ワークが載置されているとき、上記位置決
めされた補助光学系を介して上記アライメント系で検出
されたマスクアライメントマークの位置と、帯状ワーク
の裏面に印されたワークアライメントマークの位置が一
致するように、マスクと帯状ワークの位置合わせを行
う。

【００１２】本発明の請求項１の発明は、上記（１）の
ように構成したので、雰囲気温度の変化等によるマスク
位置のずれを検出することができる。このため、帯状ワ
ークをセットした後に、雰囲気温度の変化等によりマス
クの位置が変化しても、露光ずれを防止することができ
る。本発明の請求項２の発明においては、上記（２）の
ように構成したので、帯状ワークがセットされている状
態でも、マスクアライメントマークの位置を検出するこ
とができる。このため、帯状ワークをセットした後に、
雰囲気温度の変化等によりマスク、投影レンズの位置等
が変化しても、露光ずれを防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施例の投
影露光装置の構成を示す図である。同図において、１は
露光光を照射する光照射装置、Ｍはマスクであり、マス
クＭにはマスクアライメントマークＭＡＭと位置補正マ
ークＲＡＭが記されている。位置補正マークＲＡＭはマ
スクＭの露光領域外（マスクパターン形成領域外）に記
されている。また、光照射装置１とマスクＭとの間に
は、上記位置補正マークＲＡＭの位置を検出するための
表面アライメントユニット１１，１１’が設けられてい
る。

【００１４】図２は上記表面アライメントユニット１
１，１１’の構成の一例を示す図である。表面アライメ
ントユニット１１，１１’は同図に示すように、図示し
ない光照射装置から照明光を導光する光ファイバ１１ａ
と光ファイバ１１ａの出射端１１ｂと、ミラー１１ｃ，
１１ｄとハーフミラー１１ｅとレンズ１１ｆとＣＣＤ等
の受像素子１１ｇから構成されている。そして、出射端
１１ｂから出射される照明光をミラー１１ｃ、ハーフミ
ラー１１ｅ、レンズ１１ｆ、ミラー１１ｄを介してマス
クＭ上の記された位置補正マークＲＡＭに照射し、その
反射光をミラー１１ｄ、レンズ１１ｆ、ハーフミラー１
１ｅを介して受像素子１１ｇで受像する。受像素子１１
ｇで受像された位置補正マークＲＡＭの画像は後述する
ように画像処理部に送られ、位置補正マークＲＡＭの位
置が検出・記憶される。

【００１５】図１に戻り、２は投影レンズ、３はワーク
ステージであり、ワークステージ３は図示しない真空吸
着機構を備えており、真空吸着機構により帯状ワークＷ
ｂを吸着して保持する。また、ワークステージ３はワー
クＷの裏面に印されたアライメントマークＷＡＭを観察
するための観察孔３ａ，３ａ’を有している。５はＸＹ
Ｚθステージであり、ワークステージ３をＸＹＺθ方向
に駆動する（Ｘは同図の左右方向、Ｙは同図紙面の前後
方向、ＺはＸＹ軸に直交する方向、θはＺ軸を中心とし
た回転である）。

【００１６】４，４’はマスクＭと帯状ワークＷｂとの
位置合わせを行うためのアライメントユニットであり、
アライメントユニット４，４’は前記図８に示したもの
と同様の構成を備えており、帯状ワークの位置合わせ
時、図８で説明したようにして裏面アライメントを行
う。６は帯状ワークＷｂがロール状に巻かれた送り出し
リール、７は露光済の帯状ワークＷｂを巻き取る巻き取
りリールであり、送り出しリール６から送り出された帯
状ワークＷｂは搬送用のローラＲ１を介してワークステ
ージ３上に搬送され、投影レンズ２の露光領域内に位置
決めされる。そして、アライメントを行った後、露光処
理が行われ露光済帯状ワークＷｂは搬送用のローラＲ
１’を介して巻き取りリール７に巻き取られる。

【００１７】また、送り出しリール６とローラＲ１の
間、および、ローラＲ１’と巻き取りリール７の間の帯
状ワークＷｂには弛み部が設けられており、この弛み部
により帯状ワークの搬送、位置合わせ時の移動余裕を確
保し、帯状ワークＷｂに所定以上のストレスが加わるの
を防止している。なお、図３に示す上記弛み部の幅Ｗ、
弛み部の長さＬ、および曲げ半径Ｒは、帯状ワークＷｂ
に加わるストレスやアライメント、露光性能等の条件を
満足するように実験的に定められ、図示しない弛み制御
機構により上記弛み部の長さＬが制御される。

【００１８】図４は本実施例の投影露光装置の制御装置
の構成を示す図である。同図において、４ｅ，４ｅ’は
前記したアライメントユニット４，４’に設けられた受
像素子であり、受像素子４ｅ，４ｅ’により受像された
上記アライメントマーク像は画像処理部２１に送られ、
画像処理部２１において画像処理されその位置が検出さ
れる。また、１１ｇ，１１ｇ’は表面アライメントユニ
ット１１，１１’に設けられた受像素子であり、受像素
子１１ｇ，１１ｇ’により受像された上記位置補正マー
クＲＡＭ像は画像処理部２１に送られ、画像処理部２１
において画像処理されその位置が検出される。

【００１９】２２はモニタであり、モニタ２２上に上記
受像素子４ｅ，４ｅ’，１１ｇ，１１ｇ’で受像された
画像が表示される。３１は帯状ワークの搬送を制御する
ワーク搬送制御機構、３２はワークステージ３を駆動す
るワークステージ駆動機構、３３はマスクＭが載置され
た図示しないマスクステージを駆動するマスクステージ
駆動機構、３４はアライメントユニット４，４’の位置
を制御するアライメントユニット駆動機構である。２０
は制御部であり、制御部２０は、上記各種制御機構、駆
動機構を介して帯状ワークＷｂの搬送、位置決めを制御
するとともに、画像処理部２１において検出されたマス
クアライメントマークＭＡＭ、ワークアライメントマー
クＷＡＭの位置に基づきマスクＭと帯状ワークＷｂの各
パターン領域とのアライメントを行い、帯状ワークＷｂ
の露光処理を行う。さらに、画像処理部２１において検
出された位置補正マークＲＡＭの位置に基づきマスクＭ
の位置合わせを行う。

【００２０】ここで、アライメントユニット４，４’
は、通常、マスクパターンの結像位置にピント調整され
ている。すなわち、マスクアライメントマークＭＡＭ像
が受像素子４ｅ，４ｅ’上に結像するように調整されて
いる。なお、マスクパターンの結像位置は帯状ワークＷ
ｂの露光面と一致するように設定されている。このた
め、アライメントユニット４，４’により、帯状ワーク
Ｗｂの裏面に設けられたワークアライメントマークＷＡ
Ｍの画像を受像する際には、帯状ワークＷｂの厚さ分だ
けワークステージ３を上昇させ、また、帯状ワークＷｂ
上にマスクパターンを露光する際には、ワークステージ
３を帯状ワークＷｂの厚さ分だけ下降させる。

【００２１】なお、アライメントユニット４，４’のピ
ントをワークステージ３の表面位置に調整して、ワーク
ステージ３の表面位置にあるワークアライメントマーク
ＷＡＭの画像が受光素子４ｅ，４ｅ’上に結像するよう
にし、これに対し、マスクＭの位置および投影レンズ２
を、マスクパターンが帯状ワークＷｂの露光面（ワーク
ステージ３の表面位置よりも帯状ワークＷｂの厚み分だ
け上方の位置）に結像するように設定してもよい。

【００２２】その場合は、アライメントユニット４，
４’により、マスクアライメントマークＭＡＭ像を受像
する際には、次のいずれかの方法でマスクアライメント
マークＭＡＭ像がアライメントユニット４，４’の受像
素子４ｅ，４ｅ’上に結像するように調整する必要があ
る。 アライメントユニット４，４’およびワークステー
ジ３の位置は調整せず、マスクＭを下方向に移動し、マ
スクパターンおよびアライメントマーク像がワークステ
ージ３の表面位置（アライメントユニット４，４’のピ
ント位置）に結像するようにする。 アライメントユニット４，４’を帯状ワークＷｂの
厚み分だけ上方に移動させ、帯状ワークＷｂの表面位置
にピントが合うようにする。

【００２３】次に、本実施例の投影露光装置による帯状
ワークの露光処理について説明する。 （１）帯状ワークＷｂがない状態で、光照射装置１から
露光光を照射し、アライメントユニット４，４’によ
り、マスクパターン結像面に結像するマスクアライメン
トマークＭＡＭ像を受像する。そして、受像された画像
を画像処理部２１に送り、マスクアライメントマークＭ
ＡＭの位置を検出・記憶する。 （２）表面アライメントユニット１１，１１’から照明
光をマスクＭ上の位置補正マークＲＡＭ上に照射し、受
像素子１１ｇ，１１ｇ’により、マスクＭに記された位
置補正マークＲＡＭ像を受像する。そして、受像された
画像を画像処理部２１に送り、位置補正マークＲＡＭの
位置を検出・記憶する。

【００２４】（３）帯状ワークＷｂをセットして、帯状
ワークＷｂの最初のパターン領域がワークステージ３上
の露光領域内に入るように位置決めし、ワークステージ
３上に帯状ワークＷｂを真空吸着機構等により固定す
る。 （４）アライメントユニット４，４’により、前記した
ように帯状ワークＷｂの厚さ分だけワークステージ３を
上昇させた後、帯状ワークＷｂの裏面に記されたワーク
アライメントマークＷＡＭ像を受像する。そして、受像
した画像を画像処理装置２１に送り、その位置を検出す
る。 （５）上記（１）で検出・記憶したマスクアライメント
マークＭＡＭの位置と上記ワークアライメントマークＷ
ＡＭの位置が一致するように、ワークステージ３をＸＹ
θ方向に駆動してアライメントを行う。 （６）光照射装置１から露光光を放出し、マスクＭのマ
スクパターンを投影レンズ２を介して帯状ワークＷｂ上
に投影し、帯状ワークＷｂ上にマスクパターンを露光す
る。

【００２５】（７）送り出しリール６、巻き取りリール
７、ローラＲ１，Ｒ１’を駆動して帯状ワークＷｂを搬
送し、帯状ワークＷｂの次のパターン領域が露光領域内
に入るように位置決めする。 （８）表面アライメントユニット１１，１１’から照明
光をマスクＭ上の位置補正マークＲＡＭ上に照射し、受
像素子１１ｇ，１１ｇ’により、マスクＭに記された位
置補正マークＲＡＭ像を受像する。そして、受像された
画像を画像処理部２１に送り、位置補正マークＲＡＭの
位置を検出し、前記（２）で記憶しておいた位置補正マ
ークＲＡＭの位置データと比較する。両者の位置が許容
値以上ずれていたら、両者の位置が一致するように、マ
スクＭの位置を補正する。

【００２６】（９）帯状ワークＷｂの裏面に記されたワ
ークアライメントマークＷＡＭ像を受像してその位置を
検出し、上記（１）で検出・記憶したマスクアライメン
トマークＭＡＭの位置と上記ワークアライメントマーク
ＷＡＭの位置が一致するように、ワークステージ３をＸ
Ｙθ方向に駆動してアライメントを行う。 （１０）前記したように帯状ワークＷｂの露光面とマス
クパターンの結像位置とを一致させた後、光照射装置１
から露光光を放出し、マスクＭのマスクパターンを投影
レンズ２を介して帯状ワークＷｂ上に投影し、帯状ワー
クＷｂ上にマスクパターンを露光する。以下、上記
（７）〜（１０）の工程を繰り返す。

【００２７】以上説明したように、本実施例において
は、マスクＭに位置補正マークＲＡＭを設けるとともに
表面アライメントユニット１１，１１’を設け、上記位
置補正マークＲＡＭの位置を検出記憶しておき、帯状ワ
ークＷｂの裏面アライメントを行う際、上記位置補正マ
ークＲＡＭの位置を検出し、上記位置補正マークＲＡＭ
の位置がずれたとき、マスクＭの位置を補正するように
しているので、帯状ワークＷｂをセットした後に、雰囲
気温度の変化等によりマスクＭの位置が変化しても、露
光ずれを防止することができる。

【００２８】図５は本発明の第２の実施例の投影露光装
置の構成を示す図であり、図５（ａ）は全体構成を示
し、図５（ｂ）はワークステージ３、補正光学ユニット
９，９’、アライメントユニット８，８’を図５（ａ）
のＡ方向から見た図を示しており、ローラＲ１’巻き取
りリール７等は同図では省略されている。本実施例は、
前記図１に示した表面アライメントユニット１１，１
１’に換え、部分照明系１２，１２’を設けるととも
に、上記部分照明系１２，１２’により照明されマスク
パターン結像面に結像するマスクアライメントマークＭ
ＡＭ像を受像する補正光学ユニット９，９’を設けたも
のであり、その他の構成は基本的には前記図１に示した
ものと同様である。

【００２９】図５において、１は露光光を照射する光照
射装置、Ｍはマスク、ＭＡＭはマスクアライメントマー
クである。光照射装置１とマスクＭとの間には、上記ア
スクアライメントマークＭＡＭにアライメント光を照射
する部分照明系１２，１２’が設けられている。部分照
明系１２，１２’は、同図に示すように、光ファイバ１
２ｃ，１２ｃ’とレンズ１２ｂ，１２ｂ’とミラー１２
ａ，１２ａ’を備えており、図示しないアライメント光
照射装置から放出される光を光ファイバ１２ｃ，１２
ｃ’で導光し、レンズ１２ｂ，１２ｂ’、ミラー１２
ａ，１２ａ’を介してマスクアライメントマークＭＡＭ
上に照射する。２は投影レンズ、３はワークステージで
あり、ワークステージ３はワークＷの裏面に印されたア
ライメントマークＷＡＭを観察するための観察孔３ａ，
３ａ’を有している。５はＸＹＺθステージであり、ワ
ークステージ３をＸＹＺθ方向に駆動する。

【００３０】８，８’はアライメントユニット、９，
９’は補正光学ユニットである。補正光学ユニット９，
９’は挿入・退避可能に構成されており、マスクアライ
メントマークマークＭＡＭ像を受像するとき同図（ｂ）
の位置に挿入され、露光時等には露光に影響しない位置
に退避される。また、補正光学ユニット９，９’は同図
（ｂ）に示すようにミラー９ａ，９ｂ，９ａ’，９ｂ’
を備えており、補正光学ユニット９，９’が同図位置に
あるとき、前記部分照明系１２，１２’により照明され
マスクパターン結像面に結像するマスクアライメントマ
ークＭＡＭ像を受像し、ミラー９ａ，９ｂ，９ａ’，９
ｂ’を介してアライメントユニット８，８’へ送る。

【００３１】アライメントユニット８，８’は、アライ
メント光を照射する光照射装置８ａ，８ａ’とレンズ８
ｂ，８ｂ’とハーフミラー８ｃ，８ｃ’とハーフミラー
８ｄ，８ｄ’とＣＣＤ等の受像素子８ｅ，８ｅ’を備え
ている。そして、上記補正光学ユニット９，９’により
受像されるマスクアライメントマーク像をハーフミラー
８ｃ，８ｃ’を介して受像素子８ｅ，８ｅ’で受像す
る。また、光照射装置８ａ，８ａ’から放出されるアラ
イメント光をレンズ８ｂ，８ｂ’、ハーフミラー８ｄ，
８ｄ’、およびワークステージ３に設けられた観察孔３
ａ，３ａ’を介して帯状ワークＷｂの裏面のワークアラ
イメントマークＷＡＭに照射し、上記ワークアライメン
トマークＷＡＭ像をハーフミラー８ｄ，８ｄ’、ハーフ
ミラー８ｃ，８ｃ’を介して受像素子８ｅ，８ｅ’で受
像する。

【００３２】さらに、帯状ワークＷｂがワークステージ
３上になく、補正光学ユニット９，９’が退避位置にあ
るとき、部分照明系１２から照射されるアライメント光
により、マスクパターン結像面に結像するマスクアライ
メントマークＭＡＭ像を、ワークステージ３に設けられ
た観察孔３ａ，３ａ’および、ハーフミラー８ｄ，８
ｄ’、ハーフミラー８ｃ，８ｃ’を介して受像素子８
ｅ，８ｅ’で受像する。

【００３３】図６は上記補正光学ユニット９とアライメ
ントユニット８の配置を示す図である。同図に示すよう
に、部分照明系１２からマスクアライメントマークＭＡ
Ｍに照射されるアライメント光は、補正光学ユニット９
のミラー９ａ，９ｂで反射され、帯状ワークＷｂを避け
てアライメントユニット８のハーフミラー８ｄで受像さ
れる。このため、帯状ワークＷｂがセットされている状
態であっても、アライメントユニット８によりマスクア
ライメントマークＭＡＭ像を受像することが可能であ
る。

【００３４】図５に戻り、６は帯状ワークＷｂがロール
状に巻かれた送り出しリール、７は露光済の帯状ワーク
Ｗｂを巻き取る巻き取りリールであり、送り出しリール
６から送り出された帯状ワークＷｂは、前記図１と同
様、搬送用のローラＲ１を介してワークステージ３上に
搬送され、投影レンズ２の露光領域内に位置決めされ
る。そして、アライメントを行った後、露光処理が行わ
れ露光済帯状ワークＷｂは搬送用のローラＲ１’を介し
て巻き取りリール７に巻き取られる。また、送り出しリ
ール６とローラＲ１の間、および、ローラＲ１’と巻き
取りリール７の間の帯状ワークＷｂには弛み部が設けら
れており、前記したように、この弛み部により帯状ワー
クの搬送、位置合わせ時の移動余裕を確保し、帯状ワー
クＷｂに所定以上のストレスが加わるのを防止してい
る。

【００３５】図７は本実施例の投影露光装置の制御装置
の構成を示す図である。同図において、８ｅ，８ｅ’は
アライメントユニット８，８’に設けられた受像素子で
あり、受像素子８ｅ，８ｅ’により受像されたアライメ
ントマーク像は画像処理部２１に送られ、画像処理部２
１において画像処理されその位置が検出される。２２は
モニタであり、モニタ２２上に上記受像素子８ｅ，８
ｅ’で受像された画像が表示される。３１は帯状ワーク
の搬送を制御するワーク搬送制御機構、３２はワークス
テージ３を駆動するワークステージ駆動機構、３５は補
正光学ユニット９，９’の位置を制御する補正光学ユニ
ット駆動機構、３４はアライメントユニット８，８’の
位置を制御するアライメントユニット駆動機構である。

【００３６】２０は制御部であり、制御部２０は、上記
各種制御機構、駆動機構を介して帯状ワークＷｂの搬
送、位置決めを制御するとともに、画像処理部２１にお
いて検出されたスクアライメントマークＭＡＭ、ワーク
アライメントマークＷＡＭの位置に基づきマスクＭと帯
状ワークＷｂの各パターン領域とのアライメントを行
い、帯状ワークＷｂの露光処理を行う。

【００３７】次に、本実施例の投影露光装置による帯状
ワークの露光処理について説明する。 （１）補正光学ユニット９，９’を退避させ、帯状ワー
クＷｂがない状態で、部分照明系１２からのアライメン
ト光によりマスクアライメントマークＭＡＭを照射し、
マスクパターン結像面に結像するマスクアライメントマ
ークＭＡＭ像を観察孔３ａ，３ａ’を介してアライメン
トユニット８，８’の受像素子８ｅ，８ｅ’により受像
する。そして、受像された画像を画像処理部２１に送
り、マスクアライメントマークＭＡＭの位置を検出・記
憶する。 （２）補正光学ユニット９，９’を挿入し、マスクパタ
ーン結像面に結像するマスクアライメントマークＭＡＭ
像を、補正光学ユニット９，９’のミラー９ａ，９
ａ’、９ｂ，９ｂ’、アライメントユニット８，８’の
ハーフミラー８ｃ，８ｃ’を介して受像素子８ｅ，８
ｅ’で受像する。そして、受像された画像を画像処理部
２１に送り、補正光学ユニット９，９’を介して受像し
たマスクアライメントマークＭＡＭの位置を検出する。

【００３８】（３）上記（１）で検出・記憶したマスク
アライメントマークＭＡＭ像と上記（２）で検出したマ
スクアライメントマークＭＡＭ像の位置が一致するよう
に、補正光学ユニット９，９’の挿入位置を位置決めす
る。 （４）帯状ワークＷｂをセットして、帯状ワークＷｂの
最初のパターン領域がワークステージ３上の露光領域内
に入るように位置決めし、ワークステージ３上に帯状ワ
ークＷｂを真空吸着機構等により固定する。 （５）アライメントユニット８，８’により、前記した
ように帯状ワークＷｂの厚さ分だけワークステージ３を
上昇させた後、帯状ワークＷｂの裏面に記されたワーク
アライメントマークＷＡＭ像を受像する。そして、受像
した画像を画像処理装置２１に送り、その位置を検出す
る。

【００３９】（６）上記（１）で検出・記憶したマスク
アライメントマークＭＡＭの位置と上記ワークアライメ
ントマークＷＡＭの位置が一致するように、ワークステ
ージ３をＸＹθ方向に駆動してアライメントを行う。 （７）補正光学ユニット９，９’を退避させ、前記した
ように帯状ワークＷｂの露光面とマスクパターンの結像
位置とを一致させた後、光照射装置１から露光光を放出
し、マスクＭのマスクパターンを投影レンズ２を介して
帯状ワークＷｂ上に投影し、帯状ワークＷｂ上にマスク
パターンを露光する。 （８）送り出しリール６、巻き取りリール７、ローラＲ
１，Ｒ１’を駆動して帯状ワークＷｂを搬送し、帯状ワ
ークＷｂの次のパターン領域が露光領域内に入るように
位置決めする。

【００４０】（９）補正光学ユニット９，９’を前記
（３）で位置決めされた位置に挿入し、マスクパターン
結像面に結像するマスクアライメントマークＭＡＭ像
を、補正光学ユニット９，９’のミラー９ａ，９ａ’、
９ｂ，９ｂ’、アライメントユニット８，８’のハーフ
ミラー８ｃ，８ｃ’を介して受像素子８ｅ，８ｅ’で受
像する。そして、受像された画像を画像処理部２１に送
り、補正光学ユニット９，９’を介して受像したマスク
アライメントマークＭＡＭの位置を検出・記憶する。 （１０）前記したように、帯状ワークＷｂの厚さ分だけ
ワークステージ３を上昇させた後、帯状ワークＷｂの裏
面に記されたワークアライメントマークＷＡＭ像を受像
してその位置を検出し、上記（９）で検出・記憶したマ
スクアライメントマークＭＡＭの位置と上記ワークアラ
イメントマークＷＡＭの位置が一致するように、ワーク
ステージ３をＸＹθ方向に駆動してアライメントを行
う。 （１１）補正光学ユニット９，９’を退避させ、前記し
たように帯状ワークＷｂの露光面とマスクパターンの結
像位置とを一致させた後、光照射装置１から露光光を放
出し、マスクＭのマスクパターンを投影レンズ２を介し
て帯状ワークＷｂ上に投影し、帯状ワークＷｂ上にマス
クパターンを露光する。以下、上記（８）〜（１１）の
工程を繰り返す。

【００４１】本実施例においては、上記のように、補正
光学系９，９’を設け、帯状ワークＷｂがセットされて
いる状態であっても、マスクアライメントマークＭＡＭ
の位置を検出できるようにしたので、帯状ワークＷｂを
セットした後に、雰囲気温度の変化等によりマスクＭ、
投影レンズ２の位置等が変化しても、露光ずれを防止す
ることができる。なお、本実施例の場合には、上記した
ようにマスクＭ、投影レンズ２の位置等が変化しても露
光ずれを防止することができるが、補正光学ユニット
９，９’の挿入位置およびそのミラー角度、アライメン
トユニット８，８’のハーフミラー８ｃ，８ｃ’の角度
が雰囲気温度等により変化すると、検出されるマスクア
ライメントマークＭＡＭ像の位置がずれ、露光ずれが発
生する可能性がある。

【００４２】補正光学ユニット９，９’は構成が小型で
あるので、比較的雰囲気温度による影響は小さいが、精
密な露光が要求されるときには、補正光学ユニット９，
９’の位置決め精度を向上させるとともに、雰囲気温度
等によるミラー角度のずれ小さくする必要がある。な
お、上記実施例では、観察孔３ａ，３ａ’を介して検出
・記憶したマスクアライメントマークＭＡＭ像と、補正
光学ユニット９，９’を介して検出したマスクアライメ
ントマークＭＡＭ像の位置が一致するように、補正光学
ユニット９，９’の挿入位置を位置決めしているが、補
正光学ユニット９，９’を所定位置に挿入し、観察孔３
ａ，３ａ’を介して検出・記憶したマスクアライメント
マークＭＡＭ像と補正光学ユニット９，９’を介して検
出したマスクアライメントマークＭＡＭ像との相対位置
を記憶しておき、マスクＭと帯状ワークＷｂの位置合わ
せを行う際、補正光学ユニット９，９’を介して検出さ
れたマスクアライメントマークＭＡＭ像の位置を上記相
対位置で補正して、真のマスクアライメントマークＭＡ
Ｍ像の位置を求め、この位置とワークアライメントマー
クＷＡＭの位置が一致するように位置合わせを行っても
よい。

【００４３】

【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）マスクにマスク位置補正マークを設けるととも
に、該マスク位置補正マークの位置を検出・記憶する第
２のアライメント系を設け、第２のアライメント系によ
り検出されたマスク位置補正マークの位置が、予め記憶
されているマスク位置補正マークの位置からずれたと
き、検出されたマスク位置補正マークの位置と上記予め
記憶されているマスク位置補正マークの位置が一致する
ようにマスクを移動させるようにしたので、帯状ワーク
をセットした後に、雰囲気温度の変化等によりマスクＭ
の位置が変化しても、露光ずれを防止することができ
る。

【００４４】（２）投影レンズとワークステージの間
に、挿脱可能であって、帯状ワークがセットされている
状態でマスクのアライメントマーク像を上記アライメン
ト系に送出可能な補助光学系を設け、帯状ワークが載置
されてないときに前記観察孔を介して上記アライメント
系により検出されたマスクアライメントマークの位置
と、上記補助光学系を介してアライメントマーク系によ
り検出されたマスクアライメントマークの位置が一致す
るように補助光学系を位置決めし、ワークステージ上に
帯状ワークが載置されているとき、上記位置決めされた
補助光学系を介して上記アライメント系で検出されたマ
スクアライメントマークの位置と、帯状ワークの裏面に
印されたワークアライメントマークの位置が一致するよ
うに、マスクと帯状ワークの位置合わせを行うようにし
たので、帯状ワークをセットした後に、雰囲気温度の変
化等によりマスクＭ、投影レンズの位置等が変化して
も、露光ずれを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。

【図２】第１の実施例の表面アライメントユニットの構
成の一例を示す図である。

【図３】帯状ワークの弛み部を示す図である。

【図４】第１の実施例の投影露光装置の制御装置の構成
を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施例の構成を示す図である。

【図６】第２の実施例の補正光学ユニットとアライメン
トユニットの配置を示す図である。

【図７】第２の実施例の投影露光装置の制御装置の構成
を示す図である。

【図８】従来の裏面アライメント方法を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１ 光照射装置 ２ 投影レンズ ３ ワークステージ ３ａ，３ａ’ 観察孔 ４，４’ アライメントユニット ５ ＸＹＺθステージ ６ 送り出しリール ７ 巻き取りリール ８，８’ アライメントユニット ９，９’ 補正光学ユニット ９ａ，９ｂ ミラー １１，１１’ 表面アライメントユニット １２，１２’ 部分照明系 ２０ 制御部 ２１ 画像処理部 ２２ モニタ ３１ ワーク搬送制御機構 ３２ ワークステージ駆動機構 ３３ マスクステージ駆動機構 ３４ アライメントユニット駆動機構 ３５ 補正光学ユニット駆動機構 Ｍ マスク ＭＡＭ マスクアライメントマーク ＷＡＭ ワークアライメントマーク ＲＡＭ 位置補正マーク Ｒ１，Ｒ１’ ローラ Ｗｂ 帯状ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 430 G06T 1/00 305 G03F 7/20 521 G03F 9/00 H05K 3/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光光を照射する光照射装置と、マスク
   パターンとマスクアライメントマークが印されたマスク
   と、 上記マスクパターンとマスクアライメントマークを投影
   する投影レンズと、 ワークアライメントマークが裏面側に記された帯状ワー
   クと、 上記帯状ワークが載置され、載置された帯状ワークのワ
   ークアライメントマークを観察する観察孔が設けられた
   ワークステージと、 上記帯状ワークを所定の送り量で搬送する搬送機構と、 ワークステージ上に帯状ワークが載置されていないと
   き、上記観察孔を介してマスクのアライメントマークの
   位置を検出・記憶し、ワークステージ上に帯状ワークが
   載置されているとき、上記観察孔を介して帯状ワークの
   裏面に印されたワークアライメントマークの位置を検出
   する第１のアライメント系と、 上記マスクアライメントマークの位置と、帯状ワークの
   裏面に印されたワークアライメントマークの位置が一致
   するように、マスクと帯状ワークの位置合わせを行う制
   御手段を備えた帯状ワークの投影露光装置において、 マスクにマスク位置補正マークを設けるとともに、該マ
   スク位置補正マークの位置を検出・記憶する第２のアラ
   イメント系を設け、 上記第２のアライメント系により検出されたマスク位置
   補正マークの位置が、予め記憶されているマスク位置補
   正マークの位置からずれたとき、 上記制御手段は、検出されたマスク位置補正マークの位
   置と上記予め記憶されているマスク位置補正マークの位
   置が一致するようにマスクを移動させることを特徴とす
   る帯状ワークの投影露光装置。
2. 【請求項２】 露光光を照射する光照射装置と、マスク
   パターンとマスクアライメントマークが印されたマスク
   と、 上記マスクパターンとマスクアライメントマークを投影
   する投影レンズと、 ワークアライメントマークが裏面側に記された帯状ワー
   クと、 上記帯状ワークが載置され、載置された帯状ワークのワ
   ークアライメントマークを観察する観察孔が設けられた
   ワークステージと、 上記帯状ワークを所定の送り量で搬送する搬送機構と、 ワークステージ上に帯状ワークが載置されていないと
   き、上記観察孔を介してマスクのアライメントマークの
   位置を検出・記憶し、ワークステージ上に帯状ワークが
   載置されているとき、上記観察孔を介して帯状ワークの
   裏面に印されたワークアライメントマークの位置を検出
   するアライメント系と、 上記マスクアライメントマークの位置と帯状ワークの裏
   面に印されたワークアライメントマークの位置が一致す
   るように、マスクと帯状ワークの位置合わせを行う制御
   手段を備えた帯状ワークの投影露光装置において、 投影レンズとワークステージの間に、挿脱可能であっ
   て、帯状ワークがセットされている状態でマスクのアラ
   イメントマーク像を上記アライメント系に送出可能な補
   助光学系を設け、 上記制御手段は、帯状ワークが載置されてないときに前
   記観察孔を介して上記アライメント系により検出された
   マスクアライメントマークの位置と、上記補助光学系を
   介してアライメントマーク系により検出されたマスクア
   ライメントマークの位置が一致するように補助光学系を
   位置決めし、 ワークステージ上に帯状ワークが載置されているとき、
   上記位置決めされた補助光学系を介して上記アライメン
   ト系で検出されたマスクアライメントマークの位置と、
   帯状ワークの裏面に印されたワークアライメントマーク
   の位置が一致するように、マスクと帯状ワークの位置合
   わせを行うことを特徴とする帯状ワークの投影露光装
   置。