JP4014920B2 - 投影露光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被投影基板にパターンを投影して露光する投影露光装置におけるパターンの位置決めに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板等の積層板に形成される導体パターンは、積層板上に設けられる電子部品を電気的に接続するための電気接続線としてなすものである。積層板上に設けられる電子部品は、電気信号を的確に伝送しなければならず、電子部品を積層板に実装する際には、電子部品が、ノイズの影響を受けないようにする必要がある。このような電子部品の実装の観点から、積層板上における電子部品の位置付けは極めて重要なものとなる。
【０００３】
また、複数の積層板同士を互いに接続したり、積層板を他の装置に接続したりするためのコネクタも積層板上に設けられる。積層板におけるコネクタの位置は、他の積層板や接続される装置の位置によって定められる場合があり、積層板上におけるコネクタの位置付けも重要なものとなる。
【０００４】
このように、電子部品やコネクタは、積層板上において定められた位置に設けられるものであるが故に、電子部品やコネクタを電気的に接続する導体パターンも、積層板上に的確に位置合せして形成する必要がある。
【０００５】
更に、近年においては、小型化を図ったり実装密度を高めたりすべく、導体パターンの密度も高くなりつつある。このような傾向からも、導体パターンをガラスエポキシ基板等の基板上に的確な位置に形成する必要がより一層生じてきている。
【０００６】
導体パターンをガラスエポキシ基板等の基板に形成する手法として、投影露光装置を用いて行うものが知られている。積層板上に形成されるべき導体パターンと同様の形状を呈するパターンが、ガラス基板等のパターン基板上に予め形成されている。このパターン基板に露光光を上方から照射し、パターン基板の下方に位置付けられているガラスエポキシ基板等の基板（以下、被投影基板と称する）にパターン基板上のパターンを投影する。被投影基板においては、パターン基板上のパターンに対応する箇所は、影となって露光されず、パターン基板上のパターンに対応しない箇所は、露光光が照射されて露光されることとなる。このような処理をすることにより、パターン基板に形成されたいたパターンを被投影基板に導体パターンとして形成することができる。
【０００７】
上述した如く、パターン基板のパターンを被投影基板上に的確に位置合せする必要があるが故に、投影露光装置において導体パターンを形成する際には、パターン基板と被投影基板とを的確に位置合わせをする必要がある。
【０００８】
従前においては、投影露光装置にて的確に位置合わせをする手法として、干渉計を用いるものが知られている。干渉計は、被投影基板が載置されるテーブルの位置を検出するために用いられる。被投影基板が載置されるテーブルの端部にミラーを設けておく。このミラーに対してレーザ光を発してミラーによって反射された光を用いて干渉計によってテーブルの位置を得るものであった。干渉計を用いることにより、被投影基板が載置されるテーブルの位置情報を得ることができ、得られた位置情報に基づいて被投影基板が載置されるテーブルを的確に位置決めすることができるが故に、パターン基板と被投影基板とを的確に位置合わせをすることができるのである。
【０００９】
しかしながら、上述した干渉計は高価なものであるが故に、投影露光装置の全体も高価なものにならざるを得なかった。また、被投影基板が載置されるテーブルの位置を、干渉計による測定結果から具体的な位置情報として得て、その位置情報に基づいて、新たに被投影基板が載置されるテーブルの位置決めをする必要があった。このため、位置情報を得るための演算処理や、新たな位置に位置決めするための演算処理を必要とするものであった。
【００１０】
また、装置を安価に構成せんとして、特開平１０−４８８４６号公報に開示されている如き装置も知られている。この装置は、パターン基板に設けられた基準マークと、被投影基板が載置されるテーブルに設けられた基準マークとを顕微鏡で検出し、２つの基準マークの像が重なるように位置合わせをするものである。この基準マークの像を得るための光路の途中には、ハーフミラーが設けられており、ハーフミラーを介して基準マークの像が得られるものであったが故に、ハーフミラーの厚さによって光路に偏移が生じ得るものであった、このため、光路の偏移が原因となって基準マークの像の位置も偏移することとなり、位置合わせを的確にできないものであった。
【００１１】
上述した如く、位置合わせの精度を高くせんとすると装置が高価なものとなり、一方、装置を安価にしようとすると精度を犠牲にせざるを得なくなり、従前の装置においては、精度とコストとを両立させることが困難であった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パターンを被投影基板に的確に位置合わせをして形成することができる安価な投影露光装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するために、本発明による投影露光装置は、パターン基板に設けられた第１基準マークと、被投影基板を支持する支持手段に設けられた第２基準マークとが、第１検出手段において所定の関係を満たすように、パターン基板と支持手段との位置を調整し、所定の関係を満たしたときにおける第２基準マークを第２検出手段によって検出することを特徴とする。第２基準マークを第２検出手段によって検出したときにおける支持手段の位置を基準位置とし、被投影基板の位置決めを行う。
【００１４】
より具体的には、本発明は、以下のようなものを提供する。
（１） 投影すべきパターンが形成されたパターン基板を介して露光光を発して、前記露光光によって露光し得る被投影基板に前記パターンを照射する露光光照射手段と、前記露光光が発せられたときに、前記被投影基板上において前記パターンを結像せしめる投影レンズと、を含む投影露光装置であって、前記パターン基板に設けられた第１基準マークと、前記被投影基板を支持する支持手段に設けられた第２基準マークと、を検出し得る第１検出手段と、前記第１検出手段によって検出された前記第１基準マークの検出結果と、前記第１検出手段によって検出された前記第２基準マークの検出結果と、が所定の関係を満たすように前記パターン基板の位置と前記支持手段の位置とを調節し得る位置調節手段と、前記第１基準マークの検出結果と前記第２基準マークの検出結果とが前記所定の関係を満たす位置に、前記支持手段が前記位置調節手段によって位置付けられたときに、前記第２基準マークを検出できる第２検出手段と、を含むことを特徴とする投影露光装置。
【００１５】
（１）の発明は、「前記第１基準マークの検出結果と前記第２基準マークの検出結果とが前記所定の関係を満たす位置に、前記支持手段が前記位置調節手段によって位置付けられたときに、前記第２基準マークを検出できる第２検出手段」を含むので、支持手段の位置を具体的な数値等の位置情報として得る必要や、演算処理をする必要なく、被投影基板を位置合わせをするための基準位置を設定することができ、また、位置情報を得るための干渉計の如き高価な装置を不要とすることができ、安価にかつ簡素な構成でパターン基板と被投影基板との位置合わせをすることができる。
【００１６】
上述した「第１検出手段」や「第２検出手段」は、後述する如き、光学顕微鏡であっても、電場や磁場を検出し得る検出手段であってもよい。「第１検出手段」や「第２検出手段」を電場や磁場を検出し得る検出手段とした場合には、上述した「第１基準マーク」や「第２基準マーク」は、帯電可能な誘電体からなる部材や、磁化可能な磁性体からなる部材を用いるのである。
【００１７】
さらに、「第１検出手段」や「第２検出手段」は、上述したこれらの手段には限られず「第１基準マーク」や「第２基準マーク」が構成されている部材の物理的特性又は化学的特性を検出するのに適した検出手段であればよく、「第１基準マーク」や「第２基準マーク」は、パターン基板や被投影基板を構成する部材、パターンを形成する際の環境に応じて、適宜好ましい検出手段及び方法を用いることとしてよい。
【００１８】
また、「前記第１検出手段によって検出された前記第１基準マークの検出結果と、前記第１検出手段によって検出された前記第２基準マークの検出結果と、が所定の関係を満たす」とは、現実のパターン基板と現実の支持手段との関係を規定するものではなく、あくまでも検出結果の関係を規定するものである。
【００１９】
例えば、「第１検出手段」や「第２検出手段」が光学顕微鏡である場合には、検出結果である検出像の位置が、重畳する位置にある関係や、検出像の距離や、検出像の方向が所定の関係を満たすような関係を示すものである。
【００２０】
また、「第１検出手段」や「第２検出手段」が、電場や磁場を検出し得る検出手段である場合には、検出結果である電圧値や電流値が、最大となるような関係や、所定の電圧値や電流値となるような関係を満たすような関係を示すものである。
【００２１】
（２） 前記第１検出手段と前記第２検出手段とは、光学顕微鏡であり、かつ、前記第１基準マークの検出結果は、前記露光光が前記第１基準マークに照射されたときに結像して得られる像であり、前記第２基準マークの検出結果は、前記露光光が前記第２基準マークに照射されたときに前記投影レンズを介して結像して得られる像であり、かつ、前記所定の関係は、前記第１検出手段において検出される該第１基準マークの像と該第２基準マークの像とが重畳する関係であり、かつ、前記第２検出手段によって検出される前記第２基準マークの検出結果は、前記露光光とは異なる波長の光が前記第２基準マークに照射されたときに結像して得られる像であることを特徴とする上記（１）記載の投影露光装置。
【００２２】
（２）の発明は、第１基準マークの検出結果や第２基準マークの検出結果が、光学的に得られる像であるので、検出結果が適切なものであるか否かを容易に判断することができ、具体的な数値等の位置情報を得ることなくパターン基板と被投影基板との位置合わせをすることができる。また、装置の構成を簡素なものとすることができるので、安価な装置を提供することができる。
【００２３】
（３） 前記第１検出手段と前記第２検出手段とに接続され、かつ、前記第１基準マークの像と前記第２基準マークの像とを画像データとして処理する画像処理手段を含むことを特徴とする上記（２）記載の投影露光装置。
【００２４】
（３）の発明は、「前記第１基準マークの像と前記第２基準マークの像とを画像データとして処理する画像処理手段を含む」ので、パターン基板と被投影基板との位置合わせを容易にすることができる。
【００２５】
（４） 前記第１基準マークと前記第２基準マークとは、熱膨張係数の値が小さい材料で構成されていることを特徴とする上記（１）記載の投影露光装置。
【００２６】
（４）の発明は、「前記第１基準マークと前記第２基準マークとは、熱膨張係数の値が小さい材料で構成されている」ので、パターンを照射する際の温度の影響を小さくして被投影基板上において適切なパターンを形成することができる。
【００２７】
（５） 前記第２基準マークの近傍に、前記投影レンズの倍率を得るための尺度パターンが形成されていることをを特徴とする上記（１）記載の投影露光装置。
【００２８】
（５）の発明は、「前記投影レンズの倍率を得るための尺度パターンが形成されている」ので、投影したパターンの倍率を容易に得たり、投影すべきパターンの倍率を変更したりすることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態における投影露光装置を図１に示す。尚、図１に示した例は、ワーク支持台５０に被投影基板６０が載置されているものを示したが、後述する如く、パターン基板１０とワーク支持台５０との位置合わせをする際には、ワーク支持台５０には被投影基板６０を載置せずに行う。
【００３０】
投影露光装置１において投影すべきパターンが形成されているパターン基板１０（以下、レチクル板と称する）は、レチクル支持台２０に着脱自在に載置されている。レチクル板１０には、後述する如く、パターン形成部１２と２つの基準マーク形成部１４ａ及び１４ｂとが形成されている。パターン形成部１２は、ガラス基板からなり、後述する露光光が透過し得るようになされている。尚、図１に示したレチクル板１０においては、パターン形成部１２と２つの基準マーク形成部１４ａ及び１４ｂとを図中に示すべく、パターン形成部１２と２つの基準マーク形成部１４ａ及び１４ｂとがレチクル板１０の上面に形成されている如き図を示したが、これらのパターン形成部１２と２つの基準マーク形成部１４ａ及び１４ｂとは、レチクル支持台２０の直上に位置付けるべく、レチクル板１０の下面に形成されている。
【００３１】
また、レチクル支持台２０において、パターン形成部１２や２つの基準マーク形成部１４ａ及び１４ｂとが位置付けられる箇所は、ガラス基板（図示せず）からなり、露光光が透過し得るようになされている。
【００３２】
レチクル支持台２０は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向に移動できるテーブルからなり、レチクル支持台２０には、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向の各々の方向に駆動するためのモータ（図示せず）が接続されている。これらのモータには、制御装置（図示せず）が接続されており、制御装置は、レチクル支持台２０を所定の位置に移動せしめる駆動信号をモータに発する。上述したＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の駆動用のモータは、後述する如く、基準マーク１８ａ及び１８ｂを位置合わせする際に用いるものである。また、Ｚ方向の駆動用のモータは、後述する２つのレチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂにおいて、基準マーク１８ａ及び１８ｂを結像させるために用いるものである。
【００３３】
レチクル支持台２０の上方には、光源３０が、下方向に向かって所定の波長の露光光、例えば紫外線を発するように支持部材（図示せず）に設けられている。ている。
【００３４】
レチクル支持台２０の下方には、投影レンズ４０が、光源３０から発せられた露光光が投影レンズ４０の下方向に向かって透過するように設けられている。投影レンズ４０は、倍率を変更できるようになされている。
【００３５】
投影レンズ４０の下方には、ワーク支持台５０が設けられている。ワーク支持台５０には、後述する如く、ガラスエポキシ基板等の被投影基板６０が載置される。ワーク支持台５０は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向に移動できるテーブルからなり、ワーク支持台５０には、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向の各々の方向に駆動するためのモータ（図示せず）が接続されている。これらのモータには、制御装置（図示せず）が接続されており、制御装置は、ワーク支持台５０を所定の位置に移動せしめる駆動信号をモータに発する。上述したＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の駆動用のモータは、後述する如く、基準マーク５４ａ及び５４ｂを位置合わせする際に用いるものである。また、Ｚ方向の駆動用のモータは、後述する２つのレチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂや２つのワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂにおいて、基準マーク５４ａ及び５４ｂを結像させるために用いるものである。
【００３６】
ワーク支持台５０の端辺には、後述する如き２つの基準マーク形成部５２が形成されている。
【００３７】
ワーク支持台５０には、被投影基板６０が着脱自在に載置される。被投影基板６０の端辺には、後述する如き２つの基準マーク形成部６２が形成されている。
【００３８】
上述したレチクル支持台２０の近傍には、２つのレチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂが設けられている。２つのレチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂの間隔が、所定の間隔Ｐ（以下、ピッチＰと称する）となるように、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂは設けられている。このピッチＰは、後述する如く、基準マーク形成部１４ａ及び１４ｂに形成されている基準マーク１８ａ及び１８ｂの中心部同士の間隔でもある。尚、基準マーク１８ａ及び１８ｂの中心部同士の間隔が異なるピッチのレチクル板を用いたときに対応すべく、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂは、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂの間隔も調整できるように、互いに近づけたり離したりできるようになされている。
【００３９】
２つのレチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂの各々の前方には、ミラー８０ａ及び８０ｂが設けられている。これらのレチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂと、ミラー８０ａ及び８０ｂとは、同一のレチクル顕微鏡支持台（図示せず）に固定されている。このレチクル顕微鏡支持台は、図中の矢印で示す如く、Ｘ方向に往復移動できるようになされている。レチクル顕微鏡支持台が移動したときには、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂと、ミラー８０ａ及び８０ｂとの相対的な位置関係を保ちつつ、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂと、ミラー８０ａ及び８０ｂとが一体となって移動することができる。
【００４０】
レチクル顕微鏡支持台が、Ｘ方向の負の方向に移動したときには、ミラー８０ａは基準マーク形成部１４ａの上方に位置するように、ミラー８０ｂは基準マーク形成部１４ｂの上方に位置するように、レチクル顕微鏡支持台を位置付けることができる。以下、この位置をレチクル顕微鏡支持台の前進位置と称する。
【００４１】
また、レチクル顕微鏡支持台が、Ｘ方向の正の方向に移動したときには、ミラー８０ａとミラー８０ｂとがレチクル支持台２０からＸ方向に離隔した位置に位置するように、レチクル顕微鏡支持台を位置付けることができる。以下、この位置をレチクル顕微鏡支持台の退避位置と称する。
【００４２】
上述したワーク支持台５０の近傍には、２つのワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂが設けられている。２つのワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂの間隔が、ピッチＰとなるように、ワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂは設けられている。このピッチＰは、後述する如く、基準マーク形成部５２ａ及び５２ｂに形成されている基準マーク５４ａ及び５４ｂの中心部同士の間隔でもある。尚、基準マーク５４ａ及び５４ｂの中心部同士の間隔が異なるピッチのワーク支持台を用いたときに対応すべく、ワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂは、ワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂの間隔も調整できるように、互いに近づけたり離したりできるようになされている。
【００４３】
２つのワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂの各々の前方には、ミラー１００ａ及び１００ｂが設けられている。これらのワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂと、ミラー１００ａ及び１００ｂとは、同一のワーク顕微鏡支持台（図示せず）に固定されている。このワーク顕微鏡支持台は、図中の矢印で示す如く、Ｘ方向に往復移動できるようになされている。ワーク顕微鏡支持台が移動したときには、ワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂと、ミラー１００ａ及び１００ｂとの相対的な位置関係を保ちつつ、ワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂと、ミラー１００ａ及び１００ｂとが一体となって移動することができる。
【００４４】
ワーク顕微鏡支持台が、Ｘ方向の正の方向に移動したときには、ミラー１００ａは基準マーク形成部５２ａの上方に位置するように、ミラー１００ｂは基準マーク形成部５２ｂの上方に位置するように、ワーク顕微鏡支持台を位置付けることができる。以下、この位置をワーク顕微鏡支持台の前進位置と称する。
【００４５】
また、ワーク顕微鏡支持台が、Ｘ方向の負の方向に移動したときには、ミラー１００ａとミラー１００ｂとがワーク支持台５０からＸ方向に離隔した位置に位置するように、ワーク顕微鏡支持台を位置付けることができる。以下、この位置をワーク顕微鏡支持台の退避位置と称する。
【００４６】
尚、レチクル顕微鏡支持台の前進位置とワーク顕微鏡支持台の前進位置とは、予め位置合わせしておくものとする。
【００４７】
上述したレチクル板１０の概略を図２に示す。
【００４８】
上述したレチクル板１０は、略中央にパターン形成部１２が設けられている。このパターン形成部１２は、上述した如くガラス基板からなり、ガラス基板上には、パターン１６が設けられている。パターン１６は、光源３０から発せられる露光光を遮断し得る材料、例えばクロムからなる。このパターン１６は、後述する被投影基板６０に形成されるべきパターンと同様の形状を有する。
【００４９】
レチクル板１０の１つの端辺の近傍には、２つの基準マーク形成部１４ａ及び１４ｂとが形成されている。基準マーク形成部１４ａ及び１４ｂの各々には、プラス字形状の基準マーク１８ａ及び１８ｂが形成されている。この基準マーク１８ａ及び１８ｂは、像として検出し得るように露光光や可視光を反射する材料、例えば、クロムからなる。基準マーク１８ａ及び１８ｂは、その中心部同士の間隔が、ピッチＰとなるように設けられている。
【００５０】
尚、上述した如く、パターン形成部１２と、２つの基準マーク形成部１４ａ及び１４ｂとは、レチクル支持台２０に接する面、例えばレチクル板１０の下面に形成されている。このようにすることにより、パターン１６と２つの基準マーク１８ａ及び１８ｂとは、レチクル支持台２０の上面に接するように位置付けられることとなる。
【００５１】
上述した如く、レチクル支持台２０に着脱自在に載置される。被投影基板６０に導体パターンを形成する際には、レチクル板１０は、レチクル支持台２０に載置され、被投影基板６０の適切な位置に導体パターンが形成されるように、レチクル支持台２０をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向又はθ方向に移動することによりレチクル板１０は位置合わせされる。
【００５２】
上述したワーク支持台５０と被投影基板６０との概略を図３に示す。尚、ワーク支持台５０に被投影基板６０が載置されるのは、レチクル板１０のパターンを被投影基板６０に露光し導体パターンを被投影基板６０に形成するときのみである。パターン基板１０とワーク支持台５０との位置合わせをする際には、ワーク支持台５０には被投影基板６０を載置せずに行う。
【００５３】
ワーク支持台５０の１つの端辺の近傍には、２つの基準マーク形成部５２ａ及び５２ｂが形成されている。基準マーク形成部５２ａ及び５２ｂの各々には、プラス字形状の基準マーク５４ａ及び５４ｂが形成されている。この基準マーク５４ａ及び５４ｂは、像として検出し得るように露光光や可視光を反射する材料、例えば、クロムからなる。基準マーク５４ａ及び５４ｂは、その中心部同士の間隔が、ピッチＰとなるように設けられている。
【００５４】
導体パターンが被投影基板６０に形成するときには、ワーク支持台５０に被投影基板６０が載置される。この被投影基板６０の略中央部には、パターン被形成部６２が形成されている。被投影基板６０の位置合わせがされて、光源３０から発せられた露光光が、レチクル板１０と投影レンズ４０とを介して、被投影基板６０に照射されたときには、レチクル板１０に形成されていたパターンが被投影基板６０に投影される。パターン被形成部６２において、レチクル板１０に形成されていたパターンによって影となった箇所は露光されず、パターンによる影とならなかった箇所は露光されることとなるのである。
【００５５】
被投影基板６０の１つ端辺の近傍には、２つの基準マーク形成部６４ａ及び６４ｂが形成されている。基準マーク形成部６４ａ及び６４ｂの各々には、プラス字形状の基準マーク６６ａ及び６６ｂが形成されている。この基準マーク６６ａ及び６６ｂは、像として検出し得るようになされている。基準マーク６６ａ及び６６ｂは、その中心部同士の間隔が、ピッチＰとなるように設けられている。
【００５６】
上述したレチクル板１０から「パターン基板」が構成され、被投影基板６０から「被投影基板」が構成され、光源３０から「露光光照射手段」が構成され、投影レンズ４０から「投影レンズ」が構成される。
【００５７】
さらに、基準マーク１８ａ及び１８ｂから「第１基準マーク」が構成され、基準マーク５４ａ及び５４ｂから「第２基準マーク」が構成され、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂから「第１検出手段」が構成され、レチクル支持台２０とワーク支持台５０とから「支持手段」が構成され、レチクル支持台２０の駆動用のモータとワーク支持台５０の駆動用のモータとから「位置調節手段」が構成され、ワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂから「第２検出手段」が構成される。
【００５８】
以下においては、レチクル板１０、ワーク支持台５０及び被投影基板６０の位置合わせを行い、レチクル板１０に形成されたパターンを被投影基板６０に露光する手順を図４〜図１２を用いて説明する。尚、図４、図６〜図９及び図１１〜図１２は、投影露光装置１を側方から見たときの図である。また、図４、図６〜図９及び図１１〜図１２においては、レチクル板１０に形成されているパターン形成部１２と、２つの基準マーク１８ａ及び１８ｂとは、破線の長方形として示した。
【００５９】
図４に示す如く、レチクル板１０をレチクル支持台２０に載置する。また、レチクル顕微鏡支持台を上述した前進位置に移動させる。尚、図４においては、基準マーク１８ａ及び１８ｂの中心部の位置を一点破線により示した。
【００６０】
このとき、ミラー８０ａ及び８０ｂを介して、レチクル板１０に形成されている基準マーク１８ａ及び１８ｂを、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂによって検出する。
【００６１】
２つのレチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂによって検出された検出像を図５（ａ）に示す。尚、図５（ａ）〜（ｄ）に示した四角形の枠線は、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂに接続されたＣＣＤカメラ（図示せず）の画像を表示するモニタ（図示せず）の輪郭を示す線である。また、図５（ａ）〜（ｄ）の各々の右側に示した図が、レチクル顕微鏡７０ａで検出した像であり、図５（ａ）〜（ｄ）の各々の左側に示した図が、レチクル顕微鏡７０ｂで検出した像である。
【００６２】
図５（ａ）に示す如く、レチクル板１０をレチクル支持台２０に載置したときには、基準マーク１８ａ及び１８ｂの像の中心部は、モニタの中心から偏移した位置に位置する。
【００６３】
次いで、図６に示す如く、レチクル支持台２０を移動するためのＸ方向、Ｙ方向及びθ方向駆動用のモータを制御することにより、基準マーク１８ａ及び１８ｂの像の中心部が、モニタの中心に位置するように、レチクル支持台２０を移動させる。このとき、図５（ｂ）に示す如く、基準マーク１８ａ及び１８ｂの像の中心部は、モニタの中心に位置する。
【００６４】
次に、光源３０から露光光である紫外線を発する。光源３０から発せられた露光光は、基準マーク１８ａ及び１８ｂが形成されている基準マーク形成部１４ａ及び１４ｂと、投影レンズ４０とを介して、ワーク支持台５０に形成されている基準マーク形成部５２ａ及び５２ｂに照射される。基準マーク形成部５２ａ及び５２ｂに照射されるされた露光光は、図７に示す如く、基準マーク形成部５２ａ及び５２ｂに形成されている基準マーク５４ａ及び５４ｂによって反射され、投影レンズ４０と、レチクル板１０の基準マーク形成部１４ａ及び１４ｂと、ミラー８０ａ及び８０ｂとを介して、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂに入射する。
【００６５】
このときに、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂが検出した画像を表示するモニタには、図５（ｃ）に示す如き画像が表示される。基準マーク５４ａ及び５４ｂの像の中心部は、モニタの中心から偏移した位置に位置する。
【００６６】
図８に示す如く、ワーク支持台５０を移動するためのＸ方向、Ｙ方向及びθ方向駆動用のモータを制御することにより、基準マーク５４ａ及び５４ｂの像の中心部が、モニタの中心に位置するように、ワーク支持台５０を移動させる。このとき、図５（ｄ）に示す如く、基準マーク５４ａ及び５４ｂの像の中心部は、モニタの中心に位置することとなる。
【００６７】
さらに、図９に示す如く、レチクル顕微鏡支持台を上述した退避位置に移動させるとともに、ワーク顕微鏡支持台を前進位置に移動させる。このとき、ミラー１００ａ及び１００ｂを介して、ワーク支持台５０に形成されている基準マーク５４ａ及び５４ｂを、ワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂによって検出する。
【００６８】
２つのワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂによって検出された検出像を図１０（ａ）に示す。尚、図１０（ａ）〜（ｄ）に示した四角形の枠線は、ワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂに接続されたＣＣＤカメラ（図示せず）の画像を表示するモニタ（図示せず）の輪郭を示す線である。
【００６９】
上述した如く、レチクル顕微鏡支持台の前進位置とワーク顕微鏡支持台の前進位置とは、予め位置合わせされているが故に、図１０（ａ）に示すように、基準マーク１８ａ及び１８ｂの像の中心部は、モニタの略中央に位置することとなる。この基準マーク１８ａ及び１８ｂの像のモニタにおける位置を、後述する被投影基板６０に設けられた基準マーク６６ａ及び６６ｂの基準位置として記憶するのである。
【００７０】
上述した方法により、レチクル板１０とワーク支持台５０との位置合わせをすることにより被投影基板６０に設けられた基準マーク６６ａ及び６６ｂの基準位置を決定することができるのである。上述した如き構成及び方法によって被投影基板６０の基準位置を定めることができるが故に、干渉計の如き高価な装置を用いることなく、また、ワーク支持台５０の具体的な位置情報を得ることなく被投影基板６０の基準位置を定めることができるので、簡素かつ安価な投影露光装置を提供することができるのである。
【００７１】
以下においては、被投影基板６０の位置合わせをする手順を説明する。
【００７２】
ワーク支持台５０に被投影基板６０を載置した後、被投影基板６０に形成されている基準マーク６６ａ及び６６ｂの像が、ワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂで、検出し得る位置にワーク支持台５０を移動する。尚、ワーク支持台５０の移動は、ワーク支持台５０を駆動するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向又はθ方向のモータを制御することにより行われる。
【００７３】
図１１に示す如く、ワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂで、基準マーク６６ａ及び６６ｂの像が検出し得る位置に、ワーク支持台５０が移動されたときには、図１０（ｂ）の如き画像がワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂのモニタに表示される。尚、図１１においては、基準マーク６６ａ及び６６ｂの中心部の位置を一点破線により示した。また、図１０（ｂ）及び後述する図１０（ｃ）においては、上述した基準位置として定められて記憶された基準位置マークを破線で示す６８ａ及び６８ｂとする。
【００７４】
次に、図１０（ｃ）に示す如く、基準位置マーク１１０ａ及び１１０ｂの位置に、基準マーク６６ａ及び６６ｂの像が位置するように、ワーク支持台５０を移動する。
【００７５】
このようにワーク支持台５０を位置決めすることにより、図１２に示す如く、ワーク支持台５０に載置された被投影基板６０の基準マーク６６ａ及び６６ｂの位置を、レチクル板１０の基準マーク１８ａ及び１８ｂの位置に位置合わせすることができ、被投影基板６０をレチクル板１０に位置合わせすることができるのである。
【００７６】
この後、上述した如く、光源３０から露光光を発し、レチクル板１０と投影レンズ４０とを介して、被投影基板６０に露光光が照射されたときには、レチクル板１０に形成されていたパターンが被投影基板６０に投影される。パターン被形成部６２において、レチクル板１０に形成されていたパターンによって影となった箇所は露光されず、パターンによる影とならなかった箇所は露光されることとなるのである。
【００７７】
上述した実施例においては、投影レンズ４０の倍率が１倍であることを仮定して説明してきたが、倍率を変更することができる投影レンズ４０を用いることとしてもよい。この場合に、以下のようにすることで設定されている投影レンズ４０の倍率を得ることができる。
【００７８】
ワーク支持台５０に形成されている基準マーク５４ａ及び５４ｂの各々の近傍に、図１３に示す如く、スケール５６ａ及び５６ｂを予め成形しておく。このスケール５６ａ及び５６ｂは、所定の間隔ごとに正確に目盛りを付したものである。
【００７９】
尚、この図１３に示した例は、上述した図３に対応するもので、同様の構成要素については、同じ符号を付して示した。
【００８０】
このスケール５６ａ及び５６ｂが形成された基準マーク５４ａ及び５４ｂを用いてワーク支持台５０の位置合わせをしたときには、図１４に示す如く、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂによって基準マーク５４ａ及び５４ｂの像が検出される。尚、この図１４は、上述した図５（ｄ）に示したものに対応するもので、四角形の枠線は、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂに接続されたＣＣＤカメラの画像を表示するモニタの輪郭を示す線である。また、図１４（ａ）に示した図が、レチクル顕微鏡７０ａによって検出された像を示すものであり、図１４（ｂ）に示した図が、レチクル顕微鏡７０ｂによって検出された像を示すものである。
【００８１】
図１４（ａ）及び（ｂ）に示した例においては、基準マーク１８ａ及び１８ｂの像の中心部が、モニタの中心に位置するように、レチクル支持台２０を移動したときのものである。また、図１４（ｂ）に示す如く、基準マーク５４ｂの像の中心部が、モニタの中心に位置するように、ワーク支持台５０を移動したときのものである。このとき、基準マーク５４ａの像の中心部は、図１４（ａ）に示す如く、モニタの中心から偏移した位置に位置することとなる。図１４（ａ）に示したΔｄが、投影レンズ４０の倍率に応じた長さとなる。スケール５６ａ及び５６ｂの目盛りからこのΔｄを得ることにより、投影レンズ４０の倍率を算出することができるのである。上述したスケール５６ａ及び５６ｂから「尺度パターン」が構成される。
【００８２】
このような構成としたことにより、「前記第２基準マークの近傍に、前記投影レンズの倍率を得るための尺度パターンが形成されていること」をなし得るのである。このスケールの目盛りを読み取ってΔｄを得ることにより、投影レンズ４０の倍率が如何なる倍率に設定されているかを容易に得ることができるとともに、投影レンズ４０の倍率を１倍にしたり任意の倍率にしたり倍率の調整をすることができるのである。
【００８３】
上述した実施例においては、位置合わせのために２つの基準マークを用いた場合を示したが、図１５に示す如く、一体となった基準マークを用いることとしてもよい。尚、一体となった基準マークをレチクル板１０に形成したときには、基準マーク１８ｃとなり、ワーク支持台５０に形成したときには、基準マーク５４ｃとなり、被投影基板６０に形成したときには、基準マーク６６ｃとなるのである。このような形状の基準マークを用いたとしても、Ｘ、Ｙ及びθ方向の位置合わせを的確にすることができるとともに、一体となっているので基準マークをレチクル板１０や、ワーク支持台５０や、被投影基板６０に予め設ける処理を容易にすることができるのである。
【００８４】
また、上述した実施例においては、２つの基準マークの間隔であるピッチＰが一種類である場合を示したが、異なる複数の他の間隔をピッチＰ′を用いることとしてもよい。複数の異なるレチクル板１０や被投影基板６０を用いる場合に、その各々に対して異なるピッチＰ′を用いることにより、レチクル板１０や被投影基板６０の種類を容易に識別することができることとなるのである。
【００８５】
上述した基準マーク１８ａ及び１８ｂ、５４ａ及び５４ｂ、並びに６６ａ及び６６ｂは、熱膨張係数が小さい材料からなるものが好ましい。このような構成としたことにより、「前記第１基準マークと前記第２基準マークとは、熱膨張係数の値が小さい材料で構成されていること」をなし得るのである。
【００８６】
このような材料を選択することにより、パターンを照射する際の温度の影響を小さくすることができ、被投影基板６０において適切なパターンを形成することができる。
【００８７】
さらに、上述した実施例においては、２つのレチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂ、並びに２つのワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂの各々には、ＣＣＤカメラが接続され、そのＣＣＤカメラには、ＣＣＤカメラが撮像した画像を表示するモニタが接続されている場合を示したが、ＣＣＤカメラに画像処理装置を接続することとしてもよい。このようにすることにより、ＣＣＤカメラが撮像した画像を画像処理、例えば輪郭抽出処理やパターンマッチング等の演算処理をし、検出像の関係、例えば検出像の偏移量を得ることとしてもよい。さらに、得られた検出象の結果から、レチクル支持台２０を駆動するモータや、ワーク支持台５０を駆動するモータを制御することとしてもよい。このような構成とすることにより、検出像を客観的に評価することができるとともに、位置合わせを容易にかつ迅速に行うことができるのである。
【００８８】
さらにまた、上述した実施例においは、基準マークを検出する手段として、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂや、ワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂ等の光学顕微鏡を用いる場合を示したが、他の検出手段、例えば電場や磁場を検出し得る検出手段を用いることとしてもよい。
【００８９】
電場を検出し得る検出手段、例えば微小な大きさの電極としたときには、基準マーク１８ａ及び１８ｂや、５４ａ及び５４ｂや、並びに６６ａ及び６６ｂを、帯電可能な誘電体からなる部材とする。電極を走査することにより、基準マークを検出することができるのである。
【００９０】
また、磁場を検出し得る検出手段、例えば微小なＭＲ素子（磁気抵抗素子）としたときには、基準マーク１８ａ及び１８ｂや、５４ａ及び５４ｂや、並びに６６ａ及び６６ｂを、磁化可能な磁性体からなる部材とする。ＭＲ素子を走査することにより、基準マークを検出することができるのである。
【００９１】
【発明の効果】
形成すべきパターンを被投影基板に的確に位置合わせをして、パターンを形成することができる安価な投影露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における投影露光装置の概略を示す斜視図である。
【図２】レチクル板１０の概略を示す平面図である。
【図３】ワーク支持台５０と被投影基板６０との概略を示す平面図である。
【図４】レチクル板１０をレチクル支持台２０に載置したときの状態を示す側面図である。
【図５】２つのレチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂによって検出された検出像を示す図である。
【図６】基準マーク１８ａ及び１８ｂの像の中心部が、モニタの中心に位置するように、レチクル支持台２０を移動させたときの状態を示す側面図である。
【図７】露光光が、基準マーク形成部５２ａ及び５２ｂに形成されている基準マーク５４ａ及び５４ｂによって反射され、投影レンズ４０と、レチクル板１０の基準マーク形成部１４ａ及び１４ｂと、ミラー８０ａ及び８０ｂとを介して、レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂに入射するときの状態を示す側面図である。
【図８】基準マーク５４ａ及び５４ｂの像の中心部が、モニタの中心に位置するように、ワーク支持台５０を移動させたときの状態を示す側面図である。
【図９】レチクル顕微鏡支持台を上述した退避位置に移動させるとともに、ワーク顕微鏡支持台を前進位置に移動させたときの状態を示す側面図である。
【図１０】２つのワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂによって検出された検出像を示す図である。
【図１１】ワーク顕微鏡９０ａ及び９０ｂで、基準マーク６６ａ及び６６ｂの像が検出し得る位置に、ワーク支持台５０が移動されたときの状態を示す側面図である。
【図１２】被投影基板６０をレチクル板１０に位置合わせすることができたときの状態を示す側面図である。
【図１３】基準マーク５４ａ及び５４ｂの各々の近傍に、予め成形されたスケール５６ａ及び５６ｂを示す平面図である。
【図１４】レチクル顕微鏡７０ａ及び７０ｂによって検出された基準マーク５４ａ及び５４ｂを示す図である。
【図１５】一体としたときの基準マークの例を示す部分平面図である。
【符号の説明】
１ 投影露光装置
１０ レチクル板（パターン基板）
１８ａ、１８ｂ レチクル板１０の基準マーク（第１基準マーク）
２０ レチクル支持台（支持手段）
３０ 光源（露光光照射手段）
４０ 投影レンズ（投影レンズ）
５０ ワーク支持台（支持手段）
５４ａ、５４ｂ ワーク支持台５０の基準マーク（第２基準マーク）
６０ 被投影基板（被投影基板）
７０ａ、７０ｂ レチクル顕微鏡（第１検出手段）
９０ａ、９０ｂ ワーク顕微鏡（第２検出手段）

Claims (6)

1. 投影すべきパターンが形成されたパターン基板を介して露光光を発して、前記露光光によって露光し得る被投影基板に前記パターンを照射する露光光照射手段と、前記露光光が発せられたときに、前記被投影基板上において前記パターンを結像せしめる投影レンズと、を含む投影露光装置であって、
   第１の検出可能範囲を有する第１検出手段であって、前記パターン基板に設けられた第１基準マークと、前記被投影基板を支持する支持手段に設けられた第２基準マークと、を見出す第１検出手段と、
   前記パターン基板の位置と前記支持手段の位置とを調節し得る第１位置調節手段と、
   第２の検出可能範囲を有する第２検出手段であって、前記第２基準マークを見出す第２検出手段と、
   前記第２検出手段の位置を調節し得る第２位置調節手段と、を含み、
   前記第１検出手段は、前記第１基準マークが前記第１の検出可能範囲に含まれたときに、前記第１基準マークを見出して、その結果を第１検出結果とし、
   前記第１位置調節手段は、前記第１検出手段によって前記第２の基準マークを見出した第２検出結果が、前記第１検出結果と第１の所定の関係を満たすように、前記パターン基板の位置と前記支持手段の位置とを調節し、
   前記第２位置調節手段は、前記第１の所定の関係を満たすときに、前記第２基準マークが前記第２の検出可能範囲に含まれるように、前記第２検出手段の位置を調節することを特徴とする投影露光装置。
2. 前記第１検出手段と前記第２検出手段とは、光学顕微鏡であり、かつ、
   前記第１検出結果は、前記露光光が前記第１基準マークに照射されたときに結像して得られる像であり、前記第２検出結果は、前記露光光が前記第２基準マークに照射されたときに前記投影レンズを介して結像して得られる像であり、かつ、
   前記第１の所定の関係は、前記第１検出手段において撮像される該第１基準マークの像と該第２基準マークの像とが重畳する関係であり、かつ、
   前記第２検出手段によって撮像される第３検出結果は、前記露光光とは異なる波長の光が前記第２基準マークに照射されたときに結像して得られる像であることを特徴とする請求項１記載の投影露光装置。
3. 前記第１検出手段と前記第２検出手段とに接続され、かつ、前記第１基準マークの像と前記第２基準マークの像とを画像データとして処理する画像処理手段を含むことを特徴とする請求項２記載の投影露光装置。
4. 前記第１基準マークと前記第２基準マークとは、熱膨張係数の値が小さい材料で構成されていることを特徴とする請求項１記載の投影露光装置。
5. 前記第２基準マークの近傍に、前記投影レンズの倍率を得るための尺度パターンが形成されていることを特徴とする請求項１記載の投影露光装置。
6. 投影すべきパターンが形成されたパターン基板を介して露光光を発して、前記露光光によって露光し得る被投影基板に前記パターンを照射する露光光照射手段と、前記露光光が発せられたときに、前記被投影基板上において前記パターンを結像せしめる投影レンズと、を含む投影露光装置であって、
   第１の撮像可能範囲を有する第１撮像手段であって、前記パターン基板に設けられた第１基準マークの像と、前記被投影基板を支持する支持手段に設けられた第２基準マークの像と、を撮像し得る第１撮像手段と、
   前記パターン基板の位置と前記支持手段の位置とを調節し得る第１位置調節手段と、
   第２の撮像可能範囲を有する第２撮像手段であって、前記第２基準マークの像を検出できる第２撮像手段と、
   前記第２撮像手段の位置を調節し得る第２位置調節手段と、を含み、
   前記第１撮像手段は、前記第１基準マークが前記第１の撮像可能範囲に含まれたときに、前記第１基準マークの像を撮像して、
   前記第１位置調節手段は、前記第１撮像手段によって撮像された前記第１の基準マークの像と前記第２の基準マークの像とが重なるように、前記パターン基板の位置と前記支持手段の位置とを調節し、
   前記第２位置調節手段は、前記第１撮像手段によって撮像された前記第１の基準マークの像と前記第２の基準マークの像とが重なるときに、前記第２基準マークが前記第２の撮像可能範囲に含まれるように、前記第２撮像手段の位置を調節することを特徴とする投影露光装置。

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