JP3324403B2 - マスクとワークの位置合わせ方法および装置 - Google Patents
マスクとワークの位置合わせ方法および装置Info
- Publication number
- JP3324403B2 JP3324403B2 JP20357896A JP20357896A JP3324403B2 JP 3324403 B2 JP3324403 B2 JP 3324403B2 JP 20357896 A JP20357896 A JP 20357896A JP 20357896 A JP20357896 A JP 20357896A JP 3324403 B2 JP3324403 B2 JP 3324403B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- work
- mask
- alignment marks
- alignment
- alignment mark
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7084—Position of mark on substrate, i.e. position in (x, y, z) of mark, e.g. buried or resist covered mark, mark on rearside, at the substrate edge, in the circuit area, latent image mark, marks in plural levels
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置やプリ
ント基板、ＬＣＤ（液晶画面）の生産等に使用される露
光装置におけるマスクとワークの自動位置合わせ方法お
よび装置に関し、さらに詳細には、マスクとワークの位
置合わせのために用いられるワーク上に印された２箇所
のアライメント・マークの距離を自動的に算出できるよ
うにしたマスクとワークの位置合わせ方法および装置に
関するものである。
ント基板、ＬＣＤ（液晶画面）の生産等に使用される露
光装置におけるマスクとワークの自動位置合わせ方法お
よび装置に関し、さらに詳細には、マスクとワークの位
置合わせのために用いられるワーク上に印された２箇所
のアライメント・マークの距離を自動的に算出できるよ
うにしたマスクとワークの位置合わせ方法および装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子や液晶画面、インクジェット
方式のプリンタヘッド、一枚の基板の上に多種多数の電
気素子を製作して１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
な電気部品の製作工程に露光工程が用いられている。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のパタ
ーンを転写するものである。
方式のプリンタヘッド、一枚の基板の上に多種多数の電
気素子を製作して１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
な電気部品の製作工程に露光工程が用いられている。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のパタ
ーンを転写するものである。
【０００３】露光方式はマスクの像を投影レンズでワー
ク上に結像させる投影露光方式、マスクとワークを密着
させた状態で平行光を照射する密着露光方式、マスクと
ワークの間にわずかな間隙を設けた状態で平行光を照射
するプロキシミティ露光方式に大別される。この露光工
程において、ワークとマスクのパターンを転写する場
合、前に形成したパターンに対して次に転写するパター
ンを正確に位置合わせすることが重要である。上記位置
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。
ク上に結像させる投影露光方式、マスクとワークを密着
させた状態で平行光を照射する密着露光方式、マスクと
ワークの間にわずかな間隙を設けた状態で平行光を照射
するプロキシミティ露光方式に大別される。この露光工
程において、ワークとマスクのパターンを転写する場
合、前に形成したパターンに対して次に転写するパター
ンを正確に位置合わせすることが重要である。上記位置
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。
【０００４】図１は本発明の適用対象の一つである投影
露光装置の構成を示す図であり、同図により従来のマス
クとワークの位置合わせについて説明する。同図におい
て、１は露光光（非露光光）照射装置であり、１ａは例
えば、高圧水銀ランプ等の露光光を放射するランプ、１
ｂは集光鏡、１ｃはシャッタ、１ｄは非露光光を照射す
るときに使用する光学フィルタ、１ｅはコンデンサレン
ズである。
露光装置の構成を示す図であり、同図により従来のマス
クとワークの位置合わせについて説明する。同図におい
て、１は露光光（非露光光）照射装置であり、１ａは例
えば、高圧水銀ランプ等の露光光を放射するランプ、１
ｂは集光鏡、１ｃはシャッタ、１ｄは非露光光を照射す
るときに使用する光学フィルタ、１ｅはコンデンサレン
ズである。
【０００５】２はマスクステージであり、マスクステー
ジ２は図示しない駆動装置によりＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向
（Ｘ，Ｙはワークステージ面に平行な平面上の直交する
２軸、Ｚはワークステージ面に垂直な軸、θはＺ軸を中
心とした回転）に駆動される。また、Ｍはマスクであ
り、マスクＭにはマスクパターンと位置合わせ用のマス
クアライメント・マークＭＡＭ１，ＭＡＭ２が印されて
いる。３は投影レンズ、Ｗはワークであり、ワークＷに
は位置合わせ用のワークアライメント・マークＷＡＭ
１，ＷＡＭ２が印されている。４はワークステージであ
り、ワークステージ４は図示しない駆動装置によりＸ，
Ｙ，Ｚ，θ方向に駆動される。ＷＡ１はワークアライメ
ント・マーク用部分照明系であり、図示しない光源が放
射する非露光光は光ファイバ６ａを介してレンズ６ｂ→
ミラー６ｃを介してアライメント・ユニット５のハーフ
ミラー５ｅに入射し、レンズ５ｂ→ハーフミラー５ｃを
介してワークＷ上のワークアライメント・マークＷＡＭ
を照射する。
ジ２は図示しない駆動装置によりＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向
（Ｘ，Ｙはワークステージ面に平行な平面上の直交する
２軸、Ｚはワークステージ面に垂直な軸、θはＺ軸を中
心とした回転）に駆動される。また、Ｍはマスクであ
り、マスクＭにはマスクパターンと位置合わせ用のマス
クアライメント・マークＭＡＭ１，ＭＡＭ２が印されて
いる。３は投影レンズ、Ｗはワークであり、ワークＷに
は位置合わせ用のワークアライメント・マークＷＡＭ
１，ＷＡＭ２が印されている。４はワークステージであ
り、ワークステージ４は図示しない駆動装置によりＸ，
Ｙ，Ｚ，θ方向に駆動される。ＷＡ１はワークアライメ
ント・マーク用部分照明系であり、図示しない光源が放
射する非露光光は光ファイバ６ａを介してレンズ６ｂ→
ミラー６ｃを介してアライメント・ユニット５のハーフ
ミラー５ｅに入射し、レンズ５ｂ→ハーフミラー５ｃを
介してワークＷ上のワークアライメント・マークＷＡＭ
を照射する。
【０００６】５はアライメント・ユニットであり、アラ
イメント・ユニット５は、レンズ５ａ、対物レンズ５
ｂ、ハーフミラー５ｃ、５ｅ、ＣＣＤカメラを具備する
画像センサ５ｄから構成されており、ワークＷ上に投影
されるマスクアライメント・マークＭＡＭおよび上記ワ
ークアライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１により照
射されるワークアライメント・マークＷＡＭをハーフミ
ラー５ｃ→対物レンズ５ｂ→ハーフミラー５ｅ→レンズ
５ａを介して画像センサ５ｄで受像する。
イメント・ユニット５は、レンズ５ａ、対物レンズ５
ｂ、ハーフミラー５ｃ、５ｅ、ＣＣＤカメラを具備する
画像センサ５ｄから構成されており、ワークＷ上に投影
されるマスクアライメント・マークＭＡＭおよび上記ワ
ークアライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１により照
射されるワークアライメント・マークＷＡＭをハーフミ
ラー５ｃ→対物レンズ５ｂ→ハーフミラー５ｅ→レンズ
５ａを介して画像センサ５ｄで受像する。
【０００７】なお、マスクアライメント・マークＭＡＭ
１，ＭＡＭ２とワークアライメント・マークＷＡＭ１，
ＷＡＭ２はマスクＭとワークＷ上にそれぞれ複数（この
場合は２箇所）設けられており、アライメント・ユニッ
ト５およびワークアライメント・マーク用部分照明系Ｗ
Ａ１は上記アライメント・マークにそれぞれ対応して設
けられる。
１，ＭＡＭ２とワークアライメント・マークＷＡＭ１，
ＷＡＭ２はマスクＭとワークＷ上にそれぞれ複数（この
場合は２箇所）設けられており、アライメント・ユニッ
ト５およびワークアライメント・マーク用部分照明系Ｗ
Ａ１は上記アライメント・マークにそれぞれ対応して設
けられる。
【０００８】同図において、マスクＭとワークＷの位置
合わせは次のように行われる。 （１）ワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２
が印されたワークＷをプリアライメントしてワークステ
ージ４上に載置する。 （２）露光光（非露光光）照射装置１から非露光光（露
光光）を、マスクＭのマスクアライメント・マークＭＡ
Ｍ１，ＭＡＭ２に照射する。 （３）ワークＷ上に結像した上記マスクアライメント・
マーク像をアライメントユニット５の画像センサ５ｄで
受像し、その位置を図示しない画像処理装置により記憶
する。ここで、上記マスクアライメント・マークＭＡＭ
１，ＭＡＭ２を結ぶ直線は、ワークステージおよび／ま
たはマスクステージの移動方向であるＸ軸もしくはＹ軸
に平行にセットされているとする。
合わせは次のように行われる。 （１）ワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２
が印されたワークＷをプリアライメントしてワークステ
ージ４上に載置する。 （２）露光光（非露光光）照射装置１から非露光光（露
光光）を、マスクＭのマスクアライメント・マークＭＡ
Ｍ１，ＭＡＭ２に照射する。 （３）ワークＷ上に結像した上記マスクアライメント・
マーク像をアライメントユニット５の画像センサ５ｄで
受像し、その位置を図示しない画像処理装置により記憶
する。ここで、上記マスクアライメント・マークＭＡＭ
１，ＭＡＭ２を結ぶ直線は、ワークステージおよび／ま
たはマスクステージの移動方向であるＸ軸もしくはＹ軸
に平行にセットされているとする。
【０００９】（４）アライメント・マーク用部分照明系
ＷＡ１から非露光光（露光光）をワークＷのワークアラ
イメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２に照射し、アライ
メントユニット５によりワークＷ上のワークアライメン
ト・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２を検出する。 （５）アライメントユニット５により検出された、上記
マスクアライメント・マーク像の位置とワークアライメ
ント・マーク像の位置からマスクＭとワークＷの位置ず
れ量を算出し、その値からマスクステージ２および／ま
たはワークステージ４を移動させマスクＭとワークＷの
位置合わせを行う。
ＷＡ１から非露光光（露光光）をワークＷのワークアラ
イメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２に照射し、アライ
メントユニット５によりワークＷ上のワークアライメン
ト・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２を検出する。 （５）アライメントユニット５により検出された、上記
マスクアライメント・マーク像の位置とワークアライメ
ント・マーク像の位置からマスクＭとワークＷの位置ず
れ量を算出し、その値からマスクステージ２および／ま
たはワークステージ４を移動させマスクＭとワークＷの
位置合わせを行う。
【００１０】上記位置ずれ量の算出およびそれに基づく
マスクとワークの位置合わせは次のように行われる。 マスクアライメント・マークＭＡＭ１，ＭＡＭ２に
対してワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２
が何度傾いているかを計算する。すなわち、マスクアラ
イメント・マークＭＡＭ１とＭＡＭ２を結ぶ線分に対し
て、ワークアライメント・マークＷＡＭ１，２を結ぶ線
分が何度傾いているかを計算する（この傾きを以下Δθ
という）
マスクとワークの位置合わせは次のように行われる。 マスクアライメント・マークＭＡＭ１，ＭＡＭ２に
対してワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２
が何度傾いているかを計算する。すなわち、マスクアラ
イメント・マークＭＡＭ１とＭＡＭ２を結ぶ線分に対し
て、ワークアライメント・マークＷＡＭ１，２を結ぶ線
分が何度傾いているかを計算する（この傾きを以下Δθ
という）
【００１１】図８は上記位置ずれ量の算出方法を説明す
る図である。同図はアライメントユニット５により受像
されたマスクアライメント・マークＭＡＭ１，ＭＡＭ２
像とワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２像
を示す図であり、同図Ａ，Ｂは２箇所に設けられたアラ
イメントユニット５により受像されたそれぞれの画像を
示している。
る図である。同図はアライメントユニット５により受像
されたマスクアライメント・マークＭＡＭ１，ＭＡＭ２
像とワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２像
を示す図であり、同図Ａ，Ｂは２箇所に設けられたアラ
イメントユニット５により受像されたそれぞれの画像を
示している。
【００１２】図８において、上記傾きをΔθ、ワークア
ライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２のそれぞれの位
置座標を（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、その距離を
Ｌとすると、次の式(1) が成り立つ。 Δθ＝ sin-1｛（ｙ2 −ｙ1 ）／Ｌ｝ (1) 距離Ｌは予め与えられているので、ワークアライメント
・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２の位置座標が分かれば上記
式(1) から傾きΔθを求めることができる。
ライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２のそれぞれの位
置座標を（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、その距離を
Ｌとすると、次の式(1) が成り立つ。 Δθ＝ sin-1｛（ｙ2 −ｙ1 ）／Ｌ｝ (1) 距離Ｌは予め与えられているので、ワークアライメント
・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２の位置座標が分かれば上記
式(1) から傾きΔθを求めることができる。
【００１３】 以上のように傾きΔθが求まったら、
ワークステージ４（またはマスクステージ２）を傾きΔ
θだけ回転させる。回転後、再びアライメントユニット
５によりマスクアライメント・マークＭＡＭ１，２とワ
ークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２を検出
し、両アライメント・マークＭＡＭ１，ＷＡＭ１および
ＭＡＭ２，ＷＡＭ２が重なるようにワークステージ４お
よび／またはマスクステージ２をＸ軸方向および／また
はＹ軸方向移動させる。上記のようにして、マスクＭと
ワークＷの位置合わせを行ったのち、露光光照射装置
（非露光光）１から露光光を照射し、マスクパターンを
ワークＷ上に投影して露光を行う。
ワークステージ４（またはマスクステージ２）を傾きΔ
θだけ回転させる。回転後、再びアライメントユニット
５によりマスクアライメント・マークＭＡＭ１，２とワ
ークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２を検出
し、両アライメント・マークＭＡＭ１，ＷＡＭ１および
ＭＡＭ２，ＷＡＭ２が重なるようにワークステージ４お
よび／またはマスクステージ２をＸ軸方向および／また
はＹ軸方向移動させる。上記のようにして、マスクＭと
ワークＷの位置合わせを行ったのち、露光光照射装置
（非露光光）１から露光光を照射し、マスクパターンを
ワークＷ上に投影して露光を行う。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ワーク上のワークアラ
イメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２の距離Ｌはワーク
Ｗの大きさによって変わるもののメーカ固有の値であっ
た。したがって、距離Ｌは、通常、露光装置製作段階で
計算機構内に組み込まれた。また、場合によっては、ワ
ークＷの大きさを判別する手段を別途設けるとともに、
何種類かのＬの値を装置内に記憶させておき、ワークＷ
の大きさに応じたＬの値を呼び出していた。
イメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２の距離Ｌはワーク
Ｗの大きさによって変わるもののメーカ固有の値であっ
た。したがって、距離Ｌは、通常、露光装置製作段階で
計算機構内に組み込まれた。また、場合によっては、ワ
ークＷの大きさを判別する手段を別途設けるとともに、
何種類かのＬの値を装置内に記憶させておき、ワークＷ
の大きさに応じたＬの値を呼び出していた。
【００１５】しかしながら、ワークアライメント・マー
クＷＡＭは、回路パターンと回路パターンとのすきま
や、回路パターンが形成できないワークの周辺部に設け
られることが多く、最近は、同じメーカの同じ大きさの
ワークでも、ワークに製作される回路パターンの品種
（形状、大きさ）が異なることによって、ワークアライ
メント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２の間隔（距離Ｌ）が
異なるものがでてきた。そのため、露光装置内に予めＬ
の値を定数として組み込むことができなくなってきた。
クＷＡＭは、回路パターンと回路パターンとのすきま
や、回路パターンが形成できないワークの周辺部に設け
られることが多く、最近は、同じメーカの同じ大きさの
ワークでも、ワークに製作される回路パターンの品種
（形状、大きさ）が異なることによって、ワークアライ
メント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２の間隔（距離Ｌ）が
異なるものがでてきた。そのため、露光装置内に予めＬ
の値を定数として組み込むことができなくなってきた。
【００１６】したがって、ワークアライメント・マーク
ＷＡＭ１，ＷＡＭ２の間隔（距離Ｌ）の異なる製品を処
理するため、手動でＬの値を設定しなければならず、作
業手順が増えるとともに、上記距離Ｌの値の設定時、設
定ミスを引き起こす危険性があった。本発明は上記した
事情に鑑みなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、ワークアライメント・マーク間の距離を自動的に
算出することにより、該距離を入力する必要をなくし、
作業効率を改善するとともに設定ミス等の人為的なミス
を防止することである。
ＷＡＭ１，ＷＡＭ２の間隔（距離Ｌ）の異なる製品を処
理するため、手動でＬの値を設定しなければならず、作
業手順が増えるとともに、上記距離Ｌの値の設定時、設
定ミスを引き起こす危険性があった。本発明は上記した
事情に鑑みなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、ワークアライメント・マーク間の距離を自動的に
算出することにより、該距離を入力する必要をなくし、
作業効率を改善するとともに設定ミス等の人為的なミス
を防止することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明においては、次の
ようにして上記課題を解決する。 （１）光照射部より非露光光もしくは露光光をマスクの
アライメント・マークに照射し、ワーク上に結像した上
記マスクアライメント・マークの像とワークのワークア
ライメント・マークを検出し、両アライメント・マーク
が重なるように、ワーク面に平行な互いに直交する２方
向および当該２方向を含む平面に垂直な軸を回転軸とし
てマスクおよび／またはワークを移動・回転させること
によりマスクとワークの位置合わせを行うに際し、ワー
ク上の２箇所に設けられたワークアライメント・マーク
をそれぞれ検出してその位置を第１の位置（ｘ1 ，ｙ1
），（ｘ2 ，ｙ2 ）として記憶する。次に、ワークを
所定の第１の角度だけ回転させて、該回転後、再度、ワ
ーク上の２箇所に設けられた上記アライメント・マーク
をそれぞれ検出して、その位置を第２の位置（ｘ3 ，ｙ
3 ），（ｘ4 ，ｙ4 ）として記憶し、上記第１の位置に
おけるｙ1 ，ｙ2 座標の値、第２の位置におけるｙ3 ，
ｙ4座標の値、および、上記第１の角度に基づき、ワー
ク上に設けられた２箇所のワークアライメント・マーク
間の距離を求める。ついで、上記ワークアライメント・
マーク間の距離データに基づき、上記ワーク上の２箇所
のワークアライメント・マークを通過する直線と、２箇
所のマスクアライメント・マークを通過する直線とがな
す第２の角度を求め、マスクもしくはワークを上記第２
の角度だけ上記回転軸を中心として回転させ、その回転
後、ワーク上に結像したマスクアライメント・マークの
像とワークアライメント・マークを検出し、両アライメ
ント・マークが重なるようにマスクおよび／またはワー
クを移動させる。
ようにして上記課題を解決する。 （１）光照射部より非露光光もしくは露光光をマスクの
アライメント・マークに照射し、ワーク上に結像した上
記マスクアライメント・マークの像とワークのワークア
ライメント・マークを検出し、両アライメント・マーク
が重なるように、ワーク面に平行な互いに直交する２方
向および当該２方向を含む平面に垂直な軸を回転軸とし
てマスクおよび／またはワークを移動・回転させること
によりマスクとワークの位置合わせを行うに際し、ワー
ク上の２箇所に設けられたワークアライメント・マーク
をそれぞれ検出してその位置を第１の位置（ｘ1 ，ｙ1
），（ｘ2 ，ｙ2 ）として記憶する。次に、ワークを
所定の第１の角度だけ回転させて、該回転後、再度、ワ
ーク上の２箇所に設けられた上記アライメント・マーク
をそれぞれ検出して、その位置を第２の位置（ｘ3 ，ｙ
3 ），（ｘ4 ，ｙ4 ）として記憶し、上記第１の位置に
おけるｙ1 ，ｙ2 座標の値、第２の位置におけるｙ3 ，
ｙ4座標の値、および、上記第１の角度に基づき、ワー
ク上に設けられた２箇所のワークアライメント・マーク
間の距離を求める。ついで、上記ワークアライメント・
マーク間の距離データに基づき、上記ワーク上の２箇所
のワークアライメント・マークを通過する直線と、２箇
所のマスクアライメント・マークを通過する直線とがな
す第２の角度を求め、マスクもしくはワークを上記第２
の角度だけ上記回転軸を中心として回転させ、その回転
後、ワーク上に結像したマスクアライメント・マークの
像とワークアライメント・マークを検出し、両アライメ
ント・マークが重なるようにマスクおよび／またはワー
クを移動させる。
【００１８】（２）上記（１）のようにして求めたワー
ク上のワークアライメント・マーク間の距離が所定の範
囲外のとき、以後の工程を中止するとともに、異常検出
信号を送出する。
ク上のワークアライメント・マーク間の距離が所定の範
囲外のとき、以後の工程を中止するとともに、異常検出
信号を送出する。
【００１９】本発明の請求項１，２の発明は、上記
（１）のようにしてワークアライメント・マーク間の距
離を求め、マスクとワークの位置合わせを行うようにし
たので、ワークアライメント・マーク間の距離が異なっ
ても、２個のワークアライメント・マークがアライメン
トユニットの視野内にあれば、予めワークアライメント
・マーク間の距離を入力することなく、マスクとワーク
の位置合わせを行うことができ、距離Ｌの値の設定ミス
等の人為的なミスを防ぐことができる。また、ワークア
ライメント・マーク間の距離が異なるワークに対して
も、アライメントユニットの視野内にワークアライメン
ト・マークが入るようにアライメントユニットの位置を
調整するだけで、柔軟に対応することができる。さら
に、ワークアライメント・マーク間の距離を毎回測定し
ているので、ワークアライメント・マーク間の距離が異
なることにより、マスクとワークの位置合わせができな
いといったトラブルが発生したとき、ワークアライメン
ト・マーク間の距離の大幅な変化が発生していないかを
直ちに調べることができる。
（１）のようにしてワークアライメント・マーク間の距
離を求め、マスクとワークの位置合わせを行うようにし
たので、ワークアライメント・マーク間の距離が異なっ
ても、２個のワークアライメント・マークがアライメン
トユニットの視野内にあれば、予めワークアライメント
・マーク間の距離を入力することなく、マスクとワーク
の位置合わせを行うことができ、距離Ｌの値の設定ミス
等の人為的なミスを防ぐことができる。また、ワークア
ライメント・マーク間の距離が異なるワークに対して
も、アライメントユニットの視野内にワークアライメン
ト・マークが入るようにアライメントユニットの位置を
調整するだけで、柔軟に対応することができる。さら
に、ワークアライメント・マーク間の距離を毎回測定し
ているので、ワークアライメント・マーク間の距離が異
なることにより、マスクとワークの位置合わせができな
いといったトラブルが発生したとき、ワークアライメン
ト・マーク間の距離の大幅な変化が発生していないかを
直ちに調べることができる。
【００２０】本発明の請求項３の発明は、上記（２）の
ように、ワークアライメント・マーク間の距離が所定の
範囲外のとき、以後の工程を中止するとともに異常検出
信号を送出するようにしたので、製品にトラブルが発生
するのを未然に防止することができる。
ように、ワークアライメント・マーク間の距離が所定の
範囲外のとき、以後の工程を中止するとともに異常検出
信号を送出するようにしたので、製品にトラブルが発生
するのを未然に防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を前記
図１に示した投影露光方式の露光装置について説明す
る。なお、本発明は上記投影露光方式の露光装置のほ
か、前記した密着露光方式、プロキシミティー露光方式
の露光装置にも適用することができる。図２は前記図１
の示した投影露光装置を制御するシステムの構成を示す
図であり、同図において、１１は操作パネル、１２は図
１に示した投影露光装置を制御する演算装置、１３はス
テージ制御部であり、ステージ制御部１３は、θステー
ジ、Ｙ軸ステージ、Ｘ軸ステージ、Ｚ軸ステージを駆動
して、図１に示したマスクステージ２、ワークステージ
４をＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に移動させる。
図１に示した投影露光方式の露光装置について説明す
る。なお、本発明は上記投影露光方式の露光装置のほ
か、前記した密着露光方式、プロキシミティー露光方式
の露光装置にも適用することができる。図２は前記図１
の示した投影露光装置を制御するシステムの構成を示す
図であり、同図において、１１は操作パネル、１２は図
１に示した投影露光装置を制御する演算装置、１３はス
テージ制御部であり、ステージ制御部１３は、θステー
ジ、Ｙ軸ステージ、Ｘ軸ステージ、Ｚ軸ステージを駆動
して、図１に示したマスクステージ２、ワークステージ
４をＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に移動させる。
【００２２】１４は画像処理部であり、画像処理部１４
は、後述するように、アライメント・ユニット５の画像
センサ５ｄで受像されたマスクアライメント・マークＭ
ＡＭ１，ＭＡＭ２およびワークアライメント・マークＷ
ＡＭ１，ＷＡＭ２を認識して、その位置座標を検出す
る。また、演算装置１２は画像処理部１４で検出された
上記マスクアライメント・マークＭＡＭ１，ＭＡＭ２と
ワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２の位置
ずれを求め、ステージ制御部１３は両者が一致するよう
にマスクステージ２または／およびワークステージ４を
移動させる。また、アライメント・ユニット５により受
像されたマスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭはモ
ニタ１５に表示される。
は、後述するように、アライメント・ユニット５の画像
センサ５ｄで受像されたマスクアライメント・マークＭ
ＡＭ１，ＭＡＭ２およびワークアライメント・マークＷ
ＡＭ１，ＷＡＭ２を認識して、その位置座標を検出す
る。また、演算装置１２は画像処理部１４で検出された
上記マスクアライメント・マークＭＡＭ１，ＭＡＭ２と
ワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２の位置
ずれを求め、ステージ制御部１３は両者が一致するよう
にマスクステージ２または／およびワークステージ４を
移動させる。また、アライメント・ユニット５により受
像されたマスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭはモ
ニタ１５に表示される。
【００２３】ここで、一般にワークステージ４上におけ
るワークＷの回転中心は、図３（ａ）に示すようにワー
クアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２の間にある
ので、本実施例では主として図３（ａ）の場合について
説明する。なお、後述するように、図３（ｂ）に示すワ
ークＷの回転中心がワークアライメント・マークＷＡＭ
１，ＷＡＭ２の外側にある場合にも適用することができ
る。
るワークＷの回転中心は、図３（ａ）に示すようにワー
クアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２の間にある
ので、本実施例では主として図３（ａ）の場合について
説明する。なお、後述するように、図３（ｂ）に示すワ
ークＷの回転中心がワークアライメント・マークＷＡＭ
１，ＷＡＭ２の外側にある場合にも適用することができ
る。
【００２４】以下、本発明の実施例のマスクとワークの
位置合わせについて説明する。なお、下記（１）〜
（４）は前記した従来例と同じである。 （１）ワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２
が印されたワークＷをプリアライメントしてワークステ
ージ４上に載置する。 （２）露光光（非露光光）照射装置１から非露光光（露
光光）を、マスクＭのマスクアライメント・マークＭＡ
Ｍ１，ＭＡＭ２に照射する。 （３）ワークＷ上に結像した上記マスクアライメント・
マーク像をアライメントユニット５の画像センサ５ｄで
受像し、その位置を図示しない画像処理装置により記憶
する。
位置合わせについて説明する。なお、下記（１）〜
（４）は前記した従来例と同じである。 （１）ワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２
が印されたワークＷをプリアライメントしてワークステ
ージ４上に載置する。 （２）露光光（非露光光）照射装置１から非露光光（露
光光）を、マスクＭのマスクアライメント・マークＭＡ
Ｍ１，ＭＡＭ２に照射する。 （３）ワークＷ上に結像した上記マスクアライメント・
マーク像をアライメントユニット５の画像センサ５ｄで
受像し、その位置を図示しない画像処理装置により記憶
する。
【００２５】（４）ワークアライメント・マーク用部分
照明系ＷＡ１から非露光光（露光光）をワークＷのワー
クアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２に照射し、
アライメントユニット５によりワークＷ上のワークアラ
イメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２をアライメントユ
ニット５の画像センサ５ｄで受像する。画像センサ５ｄ
で受像された画像は図２に示す画像処理部１４に送ら
れ、画像処理部１４は画像からワークアライメント・マ
ークＷＡＭ１，ＷＡＭ２の位置座標を検出し、記憶す
る。図４（ａ）はこのときにアライメントユニット５に
より受像されたマスクアライメント・マークＭＡＭ１，
ＭＡＭ２、ワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡ
Ｍ２を示す図であり、同図Ａ，Ｂは２箇所に設けられた
アライメントユニット５により受像されたそれぞれの画
像を示しており、このときの傾きΔθはαであり、ワー
クアライメント・マークＷＡＭ１の位置座標は（ｘ１，
ｙ１）、ＷＡＭ２の位置座標は（ｘ２，ｙ２）である。
照明系ＷＡ１から非露光光（露光光）をワークＷのワー
クアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２に照射し、
アライメントユニット５によりワークＷ上のワークアラ
イメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２をアライメントユ
ニット５の画像センサ５ｄで受像する。画像センサ５ｄ
で受像された画像は図２に示す画像処理部１４に送ら
れ、画像処理部１４は画像からワークアライメント・マ
ークＷＡＭ１，ＷＡＭ２の位置座標を検出し、記憶す
る。図４（ａ）はこのときにアライメントユニット５に
より受像されたマスクアライメント・マークＭＡＭ１，
ＭＡＭ２、ワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡ
Ｍ２を示す図であり、同図Ａ，Ｂは２箇所に設けられた
アライメントユニット５により受像されたそれぞれの画
像を示しており、このときの傾きΔθはαであり、ワー
クアライメント・マークＷＡＭ１の位置座標は（ｘ１，
ｙ１）、ＷＡＭ２の位置座標は（ｘ２，ｙ２）である。
【００２６】（５）図２に示すステージ制御部１３はワ
ークステージ４のθステージを駆動し、ワークアライメ
ント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２が２つのアライメント
・ユニット５の視野から外れない程度に、θ方向に予め
決められた角度γ（例えば約０．１度）だけワークステ
ージ４の中心を軸として回転させる。 （６）再びアライメントユニット５の画像センサ５ｄに
よりワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２を
受像し、画像処理部１４でその位置座標を検出し、記憶
する。図４（ｂ）はこのときにアライメントユニット５
により受像されたマスクアライメント・マークＭＡＭ
１，ＭＡＭ２、ワークアライメント・マークＷＡＭ１，
ＷＡＭ２を示す図であり、このときの傾きΔθはβであ
り、ワークアライメント・マークＷＡＭ１の位置座標は
（ｘ３，ｙ３）、ＷＡＭ２の位置座標は（ｘ４，ｙ４）
である。
ークステージ４のθステージを駆動し、ワークアライメ
ント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２が２つのアライメント
・ユニット５の視野から外れない程度に、θ方向に予め
決められた角度γ（例えば約０．１度）だけワークステ
ージ４の中心を軸として回転させる。 （６）再びアライメントユニット５の画像センサ５ｄに
よりワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２を
受像し、画像処理部１４でその位置座標を検出し、記憶
する。図４（ｂ）はこのときにアライメントユニット５
により受像されたマスクアライメント・マークＭＡＭ
１，ＭＡＭ２、ワークアライメント・マークＷＡＭ１，
ＷＡＭ２を示す図であり、このときの傾きΔθはβであ
り、ワークアライメント・マークＷＡＭ１の位置座標は
（ｘ３，ｙ３）、ＷＡＭ２の位置座標は（ｘ４，ｙ４）
である。
【００２７】（７）図３の演算装置１２は、上記（４）
（６）で検出されたワークアライメント・マークＷＡＭ
１，ＷＡＭ２の位置座標から、上記（５）のθ方向の微
小回転による位置偏差を検出する。そして、その位置偏
差から２箇所のワークアライメント・マークＷＡＭ１，
ＷＡＭ２間の距離Ｌを次のように算出する。
（６）で検出されたワークアライメント・マークＷＡＭ
１，ＷＡＭ２の位置座標から、上記（５）のθ方向の微
小回転による位置偏差を検出する。そして、その位置偏
差から２箇所のワークアライメント・マークＷＡＭ１，
ＷＡＭ２間の距離Ｌを次のように算出する。
【００２８】ここで、前提として、ワークＷはプリアラ
イメントされており、ワークアライメント・マークＷＡ
Ｍ１，ＷＡＭ２がアライメントユニット５の視野内に入
るようにθ方向のずれが位置合わせされているものとす
る。また、通常、ワークアライメント・マークＷＡＭ
１，ＷＡＭ２の距離Ｌは５０ｍｍ〜１５０ｍｍ、アライ
メントユニット５の視野は約１．５ｍｍ角のものを用い
ることが多いので、θ方向のずれは、おおよそ次のよう
になる。 tan-1（１．５ｍｍ／５０ｍｍ）≒１．７°＝０．０３
ラジアン
イメントされており、ワークアライメント・マークＷＡ
Ｍ１，ＷＡＭ２がアライメントユニット５の視野内に入
るようにθ方向のずれが位置合わせされているものとす
る。また、通常、ワークアライメント・マークＷＡＭ
１，ＷＡＭ２の距離Ｌは５０ｍｍ〜１５０ｍｍ、アライ
メントユニット５の視野は約１．５ｍｍ角のものを用い
ることが多いので、θ方向のずれは、おおよそ次のよう
になる。 tan-1（１．５ｍｍ／５０ｍｍ）≒１．７°＝０．０３
ラジアン
【００２９】 図４（ａ）より次の(2) 式が成り立
つ。 sinα＝（ｙ２−ｙ１）／Ｌ (2) また、 図４（ｂ）より次の(3) 式が成り立つ。 sinβ＝（ｙ４−ｙ３）／Ｌ (3) ここで、前記した前提条件より、θ方向のずれは充分に
小さいので、以下の近似が成り立つ。 sinα＝α および sinβ＝β
つ。 sinα＝（ｙ２−ｙ１）／Ｌ (2) また、 図４（ｂ）より次の(3) 式が成り立つ。 sinβ＝（ｙ４−ｙ３）／Ｌ (3) ここで、前記した前提条件より、θ方向のずれは充分に
小さいので、以下の近似が成り立つ。 sinα＝α および sinβ＝β
【００３０】 図４（ｃ）は図４（ａ）（ｂ）の三角
形Ｃ，Ｄを重ねて示した図であり、同図から明らかなよ
うに次の(4) 式が成り立つ。 β＋γ＝α すなわち、γ＝α−β (4) したがって、下記の示すように(5) 式によりＬの値が求
まる。 sinα− sinβ ＝（ｙ２−ｙ１）／Ｌ−（ｙ４−ｙ３）／Ｌ ＝α−β＝γ γ＝｛（ｙ２−ｙ１）−（ｙ４−ｙ３）｝／Ｌ Ｌ＝｛（ｙ２−ｙ１）−（ｙ４−ｙ３）｝／γ (5) （γの単位はラジアン）
形Ｃ，Ｄを重ねて示した図であり、同図から明らかなよ
うに次の(4) 式が成り立つ。 β＋γ＝α すなわち、γ＝α−β (4) したがって、下記の示すように(5) 式によりＬの値が求
まる。 sinα− sinβ ＝（ｙ２−ｙ１）／Ｌ−（ｙ４−ｙ３）／Ｌ ＝α−β＝γ γ＝｛（ｙ２−ｙ１）−（ｙ４−ｙ３）｝／Ｌ Ｌ＝｛（ｙ２−ｙ１）−（ｙ４−ｙ３）｝／γ (5) （γの単位はラジアン）
【００３１】（８）演算装置１２は上記(5) 式で距離Ｌ
を計算し、距離Ｌを記憶する。なお、上記のように各ワ
ークＷのワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ
２の距離Ｌを自動的に求め、この距離Ｌの値を予め設定
された上下限値と比較することにより、ワークアライメ
ント・マーク間の距離に大幅な変化が発生していないか
否かを調べることができる。そして、上記ワークアライ
メント・マーク間の距離に大幅な変化を生じたとき、異
常信号を発生して作業者に報知したりあるいは以後の作
業工程を停止し、トラブルの発生を未然に防ぐことがで
きる。
を計算し、距離Ｌを記憶する。なお、上記のように各ワ
ークＷのワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ
２の距離Ｌを自動的に求め、この距離Ｌの値を予め設定
された上下限値と比較することにより、ワークアライメ
ント・マーク間の距離に大幅な変化が発生していないか
否かを調べることができる。そして、上記ワークアライ
メント・マーク間の距離に大幅な変化を生じたとき、異
常信号を発生して作業者に報知したりあるいは以後の作
業工程を停止し、トラブルの発生を未然に防ぐことがで
きる。
【００３２】また、ワークアライメント・マーク間の距
離Ｌを一回毎に測定し、記憶することができるので、マ
スクとワークの位置合わせができないというトラブルが
発生したとき、前の工程でワークアライメント・マーク
を設ける際の露光精度の変化によりワークアライメント
・マーク間の距離の大幅な変化が生じているか否かをを
直ちに調べることができる。さらに、各ワークＷのワー
クアライメント・マーク間の距離Ｌを記憶しておくこと
により、ワークアライメント・マーク間の距離データを
収集することができる。これにより、位置合わせ前の工
程においてワークアライメント・マークを設ける際の露
光精度の変化を検出し、ワークアライメント・マークを
ワークＷ上に設ける露光装置の性能の劣化等の変化を検
出することが可能となる。このため、製品にトラブルを
起こす前に、露光装置の調整時期の目安等を得ることが
できる。
離Ｌを一回毎に測定し、記憶することができるので、マ
スクとワークの位置合わせができないというトラブルが
発生したとき、前の工程でワークアライメント・マーク
を設ける際の露光精度の変化によりワークアライメント
・マーク間の距離の大幅な変化が生じているか否かをを
直ちに調べることができる。さらに、各ワークＷのワー
クアライメント・マーク間の距離Ｌを記憶しておくこと
により、ワークアライメント・マーク間の距離データを
収集することができる。これにより、位置合わせ前の工
程においてワークアライメント・マークを設ける際の露
光精度の変化を検出し、ワークアライメント・マークを
ワークＷ上に設ける露光装置の性能の劣化等の変化を検
出することが可能となる。このため、製品にトラブルを
起こす前に、露光装置の調整時期の目安等を得ることが
できる。
【００３３】（９）演算装置１２は、上記距離Ｌの値に
基づき、マスクアライメント・マークＭＡＭ１，ＭＡ２
に対するワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ
２のθ方向のずれを角度Δθを計算する。上記（７）に
よりＬの値が求まったので、前記した下記の(1) 式によ
りΔθは求まる。 Δθ＝ sin-1｛（ｙ2 −ｙ1 ）／Ｌ｝ (1)
基づき、マスクアライメント・マークＭＡＭ１，ＭＡ２
に対するワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ
２のθ方向のずれを角度Δθを計算する。上記（７）に
よりＬの値が求まったので、前記した下記の(1) 式によ
りΔθは求まる。 Δθ＝ sin-1｛（ｙ2 −ｙ1 ）／Ｌ｝ (1)
【００３４】以上のように傾きΔθが求まったら、ステ
ージ制御部１３はワークステージ４のθステージを駆動
して、前記従来例と同様、ワークステージ４（またはマ
スクステージ２）を傾きΔθだけ回転させる。回転後、
再びアライメントユニット５によりマスクアライメント
・マークＭＡＭ１，２とワークアライメント・マークＷ
ＡＭ１，ＷＡＭ２を検出する。そして、ステージ制御部
１３によりワークステージ４のＸ軸，Ｙ軸ステージを駆
動して、両アライメント・マークＭＡＭ１，ＷＡＭ１お
よびＭＡＭ２，ＷＡＭ２が重なるようにワークステージ
４を移動させる。
ージ制御部１３はワークステージ４のθステージを駆動
して、前記従来例と同様、ワークステージ４（またはマ
スクステージ２）を傾きΔθだけ回転させる。回転後、
再びアライメントユニット５によりマスクアライメント
・マークＭＡＭ１，２とワークアライメント・マークＷ
ＡＭ１，ＷＡＭ２を検出する。そして、ステージ制御部
１３によりワークステージ４のＸ軸，Ｙ軸ステージを駆
動して、両アライメント・マークＭＡＭ１，ＷＡＭ１お
よびＭＡＭ２，ＷＡＭ２が重なるようにワークステージ
４を移動させる。
【００３５】次に、図３（ｂ）に示すように、ワークＷ
の回転中心がワークアライメント・マークＷＡＭ１，Ｗ
ＡＭ２の外側にある場合においても、上記(4) 式でＬの
値を計算できることを説明する。図５、図６、図７はワ
ークＷの回転中心がワークアライメント・マークＷＡＭ
１，ＷＡＭ２の外側にある場合における位置ずれ量の算
出を説明する図であり、図５（ａ）は前記図４（ａ）
に、また図５（ｂ）は図４（ｂ）にそれぞれ対応する。
の回転中心がワークアライメント・マークＷＡＭ１，Ｗ
ＡＭ２の外側にある場合においても、上記(4) 式でＬの
値を計算できることを説明する。図５、図６、図７はワ
ークＷの回転中心がワークアライメント・マークＷＡＭ
１，ＷＡＭ２の外側にある場合における位置ずれ量の算
出を説明する図であり、図５（ａ）は前記図４（ａ）
に、また図５（ｂ）は図４（ｂ）にそれぞれ対応する。
【００３６】図５（ａ）（ｂ）から明らかなように、こ
の場合においても、下記の(2)(3)式が成り立ち、また、
sin α＝α および sinβ＝βの近似が成り立つ。 sinα＝（ｙ２−ｙ１）／Ｌ (2) sinβ＝（ｙ４−ｙ３）／Ｌ (3) ここで、回転中心Ｏを中心として、角度γ回転移動させ
たとき、図６（ａ）に示すように、ワークアライメント
・マークＷＡＭ１がＰ→Ｐ’、ＷＡＭ２がＱ→Ｑ’に移
動したとする。図６（ａ）から明らかなように、角度Ｐ
ＱＯと角度Ｐ’Ｑ’Ｏは等しくなる。そこで、図６
（ｂ）に示すように線分ＱＰと線分Ｑ’Ｐとを延長し、
その交点をＯ’とすると、図６（ｂ）に示すように線分
ＱＯ’と線分Ｑ’Ｏ’のなす角度は角度γに等しくな
る。したがって、図７に示すように、γ＝α−βとな
り、前記した(4) 式が成り立ち、前記(5) 式により距離
Ｌを求めることができる。
の場合においても、下記の(2)(3)式が成り立ち、また、
sin α＝α および sinβ＝βの近似が成り立つ。 sinα＝（ｙ２−ｙ１）／Ｌ (2) sinβ＝（ｙ４−ｙ３）／Ｌ (3) ここで、回転中心Ｏを中心として、角度γ回転移動させ
たとき、図６（ａ）に示すように、ワークアライメント
・マークＷＡＭ１がＰ→Ｐ’、ＷＡＭ２がＱ→Ｑ’に移
動したとする。図６（ａ）から明らかなように、角度Ｐ
ＱＯと角度Ｐ’Ｑ’Ｏは等しくなる。そこで、図６
（ｂ）に示すように線分ＱＰと線分Ｑ’Ｐとを延長し、
その交点をＯ’とすると、図６（ｂ）に示すように線分
ＱＯ’と線分Ｑ’Ｏ’のなす角度は角度γに等しくな
る。したがって、図７に示すように、γ＝α−βとな
り、前記した(4) 式が成り立ち、前記(5) 式により距離
Ｌを求めることができる。
【００３７】なお、以上の説明ではワークステージ４を
駆動してマスクＭとワークＷの位置合わせを行う場合に
ついて説明したが、マスクステージ２を駆動したり、あ
るいはワークステージ４とマスクステージ２を駆動して
マスクＭとワークＷの位置合わせを行うこともできる。
また、上記実施例では、マスクアライメント・マークＭ
ＡＭ１，ＭＡＭ２をワークＷ上に投影する際、露光光
（非露光光）照射装置１から非露光光を照射している
が、マスクマークＭＡＭ１，ＭＡ２の周辺部を部分照明
するマスクアライメント・マーク用部分照明系を別途設
け、該部分照明系によりマスクアライメント・マークＭ
ＡＭ１，ＭＡＭ２をワークＷ上に投影するようにしても
よく、マスクアライメント・マークＭＡＭ１，ＭＡＭ
２、ワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２を
検出する手段としては種々の変更を加えることができ
る。
駆動してマスクＭとワークＷの位置合わせを行う場合に
ついて説明したが、マスクステージ２を駆動したり、あ
るいはワークステージ４とマスクステージ２を駆動して
マスクＭとワークＷの位置合わせを行うこともできる。
また、上記実施例では、マスクアライメント・マークＭ
ＡＭ１，ＭＡＭ２をワークＷ上に投影する際、露光光
（非露光光）照射装置１から非露光光を照射している
が、マスクマークＭＡＭ１，ＭＡ２の周辺部を部分照明
するマスクアライメント・マーク用部分照明系を別途設
け、該部分照明系によりマスクアライメント・マークＭ
ＡＭ１，ＭＡＭ２をワークＷ上に投影するようにしても
よく、マスクアライメント・マークＭＡＭ１，ＭＡＭ
２、ワークアライメント・マークＷＡＭ１，ＷＡＭ２を
検出する手段としては種々の変更を加えることができ
る。
【００３８】
【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）ワークアライメント・マーク間の距離を自動的に
求め、マスクとワークの位置合わせを行うようにしたの
で、ワークアライメント・マーク間の距離が異なって
も、２個のワークアライメント・マークがアライメント
ユニットの視野内にあれば、予めワークアライメント・
マーク間の距離を入力することなく、マスクとワークの
位置合わせを行うことができ、距離Ｌの値の設定ミス等
の人為的なミスを防ぐことができる。また、ワークアラ
イメント・マーク間の距離が異なるワークに対しても、
アライメントユニットの視野内にワークアライメント・
マークが入るようにアライメントユニットの位置を調整
するだけで、柔軟に対応することができる。 （２）ワークアライメント・マーク間の距離Ｌを一回毎
に測定し、記憶することができるので、マスクとワーク
の位置合わせができないというトラブルが発生したと
き、前の工程でワークアライメント・マークを設ける際
の露光精度の変化によりワークアライメント・マーク間
の距離の大幅な変化が生じているか否かを直ちに調べる
ことができる。
以下の効果を得ることができる。 （１）ワークアライメント・マーク間の距離を自動的に
求め、マスクとワークの位置合わせを行うようにしたの
で、ワークアライメント・マーク間の距離が異なって
も、２個のワークアライメント・マークがアライメント
ユニットの視野内にあれば、予めワークアライメント・
マーク間の距離を入力することなく、マスクとワークの
位置合わせを行うことができ、距離Ｌの値の設定ミス等
の人為的なミスを防ぐことができる。また、ワークアラ
イメント・マーク間の距離が異なるワークに対しても、
アライメントユニットの視野内にワークアライメント・
マークが入るようにアライメントユニットの位置を調整
するだけで、柔軟に対応することができる。 （２）ワークアライメント・マーク間の距離Ｌを一回毎
に測定し、記憶することができるので、マスクとワーク
の位置合わせができないというトラブルが発生したと
き、前の工程でワークアライメント・マークを設ける際
の露光精度の変化によりワークアライメント・マーク間
の距離の大幅な変化が生じているか否かを直ちに調べる
ことができる。
【００３９】（３）各ワークＷのワークアライメント・
マーク間の距離Ｌを記憶しておくことにより、ワークア
ライメント・マーク間の距離データを収集することがで
きる。これにより、位置合わせ前の工程においてワーク
アライメント・マークを設ける際の露光精度の変化を検
出し、ワークアライメント・マークをワークＷ上に設け
る露光装置の性能の劣化等の変化を検出することが可能
となる。このため、製品にトラブルを起こす前に、露光
装置の調整時期の目安等を得ることができる。 （４）距離Ｌの値を予め設定された上下限値と比較し、
ワークアライメント・マーク間の距離が所定の範囲外の
とき、以後の工程を中止するとともに異常検出信号を送
出することにより、製品にトラブルが発生するのを未然
に防止することができる。
マーク間の距離Ｌを記憶しておくことにより、ワークア
ライメント・マーク間の距離データを収集することがで
きる。これにより、位置合わせ前の工程においてワーク
アライメント・マークを設ける際の露光精度の変化を検
出し、ワークアライメント・マークをワークＷ上に設け
る露光装置の性能の劣化等の変化を検出することが可能
となる。このため、製品にトラブルを起こす前に、露光
装置の調整時期の目安等を得ることができる。 （４）距離Ｌの値を予め設定された上下限値と比較し、
ワークアライメント・マーク間の距離が所定の範囲外の
とき、以後の工程を中止するとともに異常検出信号を送
出することにより、製品にトラブルが発生するのを未然
に防止することができる。
【図１】本発明の適用対象の一つである投影露光装置の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図２】図１の示した投影露光装置を制御するシステム
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図３】ワークアライメント・マークとワーク回転中心
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図４】図３（ａ）の場合の位置ずれ量の算出を説明す
る図である。
る図である。
【図５】図３（ｂ）の場合の位置ずれ量の算出を説明す
る図である。
る図である。
【図６】図３（ｂ）の場合の位置ずれ量の算出を説明す
る図である。
る図である。
【図７】図３（ｂ）の場合の位置ずれ量の算出を説明す
る図である。
る図である。
【図８】従来の位置ずれ量の算出を説明する図である。
１ 露光光（非露光光）照射装置 １ａ ランプ １ｂ 集光鏡 １ｃ シャッタ １ｄ 光学フィルタ １ｅ コンデンサレンズ ２ マスクステージ ３ 投影レンズ ４ ワークステージ ５ アライメント・ユニット ５ａ レンズ ５ｂ 対物レンズ ５ｃ ハーフミラー ５ｄ 画像センサ ５ｅ ハーフミラー Ｍ マスク Ｗ ワーク ＭＡＭ１，２ マスクアライメント・マーク ＷＡＭ１，２ ワークアライメント・マーク ＷＡ１ ワークアライメント・マーク用部分照明
系
系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２５Ｘ
Claims (3)
- 【請求項１】 光照射部より非露光光もしくは露光光を
マスクのマスクアライメント・マークに照射し、ワーク
上に結像した上記マスクアライメント・マークの像とワ
ークのワークアライメント・マークを検出し、 両アライメント・マークが重なるように、ワーク面に平
行な互いに直交する２方向および当該２方向を含む平面
に垂直な軸を回転軸としてマスクおよび／またはワーク
を移動・回転させるマスクとワークの位置合わせ方法に
おいて、 ワーク上の２箇所に設けられたワークアライメント・マ
ークをそれぞれ検出してその位置を第１の位置（ｘ1 ，
ｙ1 ），（ｘ2 ，ｙ2 ）として記憶し、 ワークを所定の第１の角度だけ回転させて、該回転後、
再度、ワーク上の２箇所に設けられた上記アライメント
・マークをそれぞれ検出して、その位置を第２の位置
（ｘ3 ，ｙ3 ），（ｘ4 ，ｙ4 ）として記憶し、上記第１の位置におけるｙ1 ，ｙ2 座標の値、第２の位
置におけるｙ3 ，ｙ4座標の値、および、 上記第１の角
度に基づき、ワーク上に設けられた２箇所のワークアラ
イメント・マーク間の距離を求め、 上記ワークアライメント・マーク間の距離データに基づ
き、上記ワーク上の２箇所のワークアライメント・マー
クを通過する直線と、２箇所のマスクアライメント・マ
ークを通過する直線とがなす第２の角度を求め、 マスクもしくはワークを上記第２の角度だけ上記回転軸
を中心として回転させ、その回転後、ワーク上に結像し
たマスクアライメント・マークの像とワークアライメン
ト・マークを検出し、両アライメント・マークが重なる
ようにマスクおよび／またはワークを移動させることを
特徴するマスクとワークの位置合わせ方法。 - 【請求項２】 少なくとも２個のマスクアライメント・
マークを有するマスクと、該マスクを、マスク面に平行
な互いに直交する２方向および当該２方向を含む平面と
垂直な軸を回転軸とした回転方向に移動・回転させるマ
スクステージと、 少なくとも２個のワークアライメント・マークを有する
ワークと、該ワークを、ワーク面に平行な互いに直交す
る２方向および当該２方向を含む平面と垂直な軸を回転
軸とした回転方向に移動・回転させるワークステージ
と、 露光光もしくは非露光光をマスクアライメント・マーク
に照射する光照射部と、 上記マスクアライメント・マークのワーク上への投影像
を受像するとともに、ワークアライメント・マークを受
像する検出手段と、 上記検出手段により受像した画像データに基づき、マス
クおよび／またはワークステージを移動させる制御手段
とを備え、 上記制御手段は、上記検出手段により受像されたワーク
アライメント・マークの画像データに基づきワーク上に
設けられた２箇所のワークアライメント・マークのそれ
ぞれの位置を検出して、第１の位置（ｘ1 ，ｙ1 ），
（ｘ2 ，ｙ2 ）として記憶し、 ワークステージを駆動することによりワークを所定の第
１の角度だけ回転させ、回転後に上記検出手段により受
像されたワークアライメント・マークの画像データに基
づきワーク上に設けられた２箇所のワークアライメント
・マークのそれぞれの位置を検出して、第２の位置（ｘ
3 ，ｙ3 ），（ｘ4 ，ｙ4 ）として記憶し、上記第１の位置におけるｙ1 ，ｙ2 座標の値、第２の位
置におけるｙ3 ，ｙ4 座標の値、および、 第１の角度に
基づき、ワーク上の２箇所のワークアライメント・マー
ク間の距離を算出し、 上記算出された距離データに基づき、上記ワーク上の２
箇所のワークアライメント・マークを通過する直線と、
２箇所のマスクアライメント・マークを通過する直線と
がなす第２の角度を求め、 上記第２の角度に基づき、マスクアライメント・マーク
の像とワークアライメント・マークとが重なるようにマ
スクおよび／またはワークステージを駆動してマスクお
よび／またはワークを移動させることを特徴とするマス
クとワークの位置合わせ装置。 - 【請求項３】 上記制御手段は、ワーク上のワークアラ
イメント・マーク間の距離が所定の範囲外のとき、以後
の工程を中止するとともに、異常検出信号を送出するこ
とを特徴とする請求項２のマスクとワークの位置合わせ
装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20357896A JP3324403B2 (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | マスクとワークの位置合わせ方法および装置 |
| TW086108452A TW324795B (en) | 1996-08-01 | 1997-06-17 | Collimating method and device for mask and work pieces |
| DE69702286T DE69702286T2 (de) | 1996-08-01 | 1997-07-31 | Verfahren zur Positionierung einer Maske bezüglich eines Werkstücks und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| KR1019970036728A KR100463213B1 (ko) | 1996-08-01 | 1997-07-31 | 마스크와작업편의위치맞춤방법및장치 |
| EP97113272A EP0822455B1 (en) | 1996-08-01 | 1997-07-31 | Process for positioning a mask relative to a workpiece and device for executing the process |
| US08/904,768 US5923990A (en) | 1996-08-01 | 1997-08-01 | Process for positioning a mask relative to a workpiece |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20357896A JP3324403B2 (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | マスクとワークの位置合わせ方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1048846A JPH1048846A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3324403B2 true JP3324403B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=16476435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20357896A Expired - Fee Related JP3324403B2 (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | マスクとワークの位置合わせ方法および装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5923990A (ja) |
| EP (1) | EP0822455B1 (ja) |
| JP (1) | JP3324403B2 (ja) |
| KR (1) | KR100463213B1 (ja) |
| DE (1) | DE69702286T2 (ja) |
| TW (1) | TW324795B (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6129259A (en) * | 1997-03-31 | 2000-10-10 | Micron Technology, Inc. | Bonding and inspection system |
| JPH11233397A (ja) * | 1998-02-13 | 1999-08-27 | Mitsubishi Electric Corp | アライメント方法及び半導体装置 |
| DE19882963T1 (de) * | 1998-12-22 | 2001-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | Positionsfehler-Messverfahren und Einrichtung unter Verwendung einer Positionsmarke und Bearbeitungseinrichtung zum Korrigieren einer Position auf Grundlage eines Ergebnisses oder eines Messpositionsfehlers unter Verwendung einer Positionsmarke |
| US6768539B2 (en) * | 2001-01-15 | 2004-07-27 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
| US7113258B2 (en) * | 2001-01-15 | 2006-09-26 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
| JP4208467B2 (ja) * | 2002-01-08 | 2009-01-14 | キヤノン株式会社 | カメラシステム及びその制御方法、デバイス製造装置、露光装置並びにデバイスの製造方法 |
| KR100441100B1 (ko) * | 2002-07-11 | 2004-07-19 | 엘지전자 주식회사 | 노광공정의 위치측정장치 및 위치측정방법 |
| JP4112472B2 (ja) | 2003-10-21 | 2008-07-02 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 |
| US7525671B2 (en) * | 2006-04-11 | 2009-04-28 | Micronic Laser Systems Ab | Registration method and apparatus therefor |
| US9547231B2 (en) * | 2013-06-12 | 2017-01-17 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Device and method for making photomask assembly and photodetector device having light-collecting optical microstructure |
| CN109950191B (zh) * | 2019-03-20 | 2021-04-30 | 纳研科技(上海)有限公司 | 一种双面对准的视觉系统及对准方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4052603A (en) * | 1974-12-23 | 1977-10-04 | International Business Machines Corporation | Object positioning process and apparatus |
| US4573791A (en) * | 1979-04-03 | 1986-03-04 | Optimetrix Corporation | Step-and-repeat projection alignment and exposure system |
| TW417158B (en) * | 1994-11-29 | 2001-01-01 | Ushio Electric Inc | Method and device for positioning mask and workpiece |
| US5841520A (en) * | 1995-08-09 | 1998-11-24 | Nikon Corporatioin | Exposure apparatus and method that use mark patterns to determine image formation characteristics of the apparatus prior to exposure |
-
1996
- 1996-08-01 JP JP20357896A patent/JP3324403B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-17 TW TW086108452A patent/TW324795B/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-07-31 DE DE69702286T patent/DE69702286T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-31 KR KR1019970036728A patent/KR100463213B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-07-31 EP EP97113272A patent/EP0822455B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-01 US US08/904,768 patent/US5923990A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0822455A2 (en) | 1998-02-04 |
| US5923990A (en) | 1999-07-13 |
| EP0822455A3 (en) | 1999-07-14 |
| KR100463213B1 (ko) | 2005-09-30 |
| TW324795B (en) | 1998-01-11 |
| KR19980018275A (ko) | 1998-06-05 |
| DE69702286D1 (de) | 2000-07-20 |
| EP0822455B1 (en) | 2000-06-14 |
| JPH1048846A (ja) | 1998-02-20 |
| DE69702286T2 (de) | 2000-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0920053B1 (en) | Device for exposing the peripheral area of a semiconductor wafer | |
| KR100422722B1 (ko) | 마스크와작업편의위치맞춤방법및장치 | |
| US5737441A (en) | Aligning method and apparatus | |
| JP3324403B2 (ja) | マスクとワークの位置合わせ方法および装置 | |
| JP3453818B2 (ja) | 基板の高さ位置検出装置及び方法 | |
| KR100420240B1 (ko) | 웨이퍼주변노광방법및장치 | |
| JP2002050560A (ja) | ステージ装置、計測装置及び計測方法、露光装置及び露光方法 | |
| JP2646412B2 (ja) | 露光装置 | |
| TW200809419A (en) | Alignment device and exposure apparatus | |
| JPH09162120A (ja) | 半導体ウエハ上の不要レジストを除去するためのウエハ周辺露光方法および装置 | |
| JP2802891B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JPH0729815A (ja) | マスクとワークとの位置合わせ装置およびそれを使用した位置合わせ方法 | |
| JP2005345872A (ja) | アライメント機能を有する露光装置 | |
| JPH1048845A (ja) | マスクとワークステージの位置合わせ方法および装置 | |
| JPH08339959A (ja) | 位置合わせ方法 | |
| JP3246300B2 (ja) | マスクとワークの自動位置合わせ方法および装置 | |
| JPH01228130A (ja) | 投影露光方法およびその装置 | |
| JP3106920B2 (ja) | マスクパターンとワーク直線部の位置合わせ装置 | |
| JP2005129786A (ja) | 露光装置 | |
| JP3152133B2 (ja) | マスクとワークの位置合わせ方法および装置 | |
| JP3089798B2 (ja) | 位置合わせ装置 | |
| JP3413947B2 (ja) | 周辺露光装置 | |
| JP2882821B2 (ja) | アライメント装置 | |
| JPH1022218A (ja) | 基板のアライメント方法 | |
| JP2002367878A (ja) | アライメント補正方法及び露光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080705 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090705 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100705 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110705 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120705 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130705 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130705 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140705 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |