JP5874900B2 - Alignment device for exposure equipment - Google Patents

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JP5874900B2 JP2011197402A JP2011197402A JP5874900B2 JP 5874900 B2 JP5874900 B2 JP 5874900B2 JP 2011197402 A JP2011197402 A JP 2011197402A JP 2011197402 A JP2011197402 A JP 2011197402A JP 5874900 B2 JP5874900 B2 JP 5874900B2
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Description

本発明は、マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、基板とマスクとをアライメントするアライメント装置に関する。   The present invention relates to an alignment apparatus for aligning a substrate and a mask in an exposure apparatus using a microlens array.

従来、露光装置においては、光源から露光光を出射し、この露光光を所定形状のパターンが形成されたマスクを介して基板に照射し、基板上にマスクのパターンを露光している。よって、基板上の所定位置にパターンを高精度で露光するためには、マスクと基板との相対的位置合わせが重要である。例えば、1枚の基板を複数回重ね露光する場合においては、各露光により形成されるパターン相互間のずれは、基板回路の接続不良の原因となるため、各露光時において、マスク及び基板の相互間を精度よく位置合わせする必要がある。例えば特許文献1には、露光対象のウエハをマスクに近接して配置する近接露光方式の露光装置が開示されており、マスク及びウエハの双方にマークを設け、このマークによりマスクとウエハとを相対的に位置合わせするように構成されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an exposure apparatus, exposure light is emitted from a light source, the exposure light is irradiated onto a substrate through a mask on which a pattern having a predetermined shape is formed, and the mask pattern is exposed on the substrate. Therefore, in order to expose the pattern at a predetermined position on the substrate with high accuracy, relative alignment between the mask and the substrate is important. For example, in the case where a single substrate is subjected to multiple exposures, misalignment between patterns formed by each exposure causes poor connection of the substrate circuit. It is necessary to align the gaps accurately. For example, Patent Document 1 discloses an exposure apparatus of a proximity exposure method in which a wafer to be exposed is disposed close to a mask. A mark is provided on both the mask and the wafer, and the mask and the wafer are relative to each other using the mark. It is comprised so that it may align.

一方、近時、マイクロレンズアレイにより、マスクパターンを基板上に投影する露光装置が使用されるようになってきている。図13は、マイクロレンズアレイを使用した露光装置を示す模式図である。露光対象の基板1の上方に、基板1に露光されるパターンが形成されたマスク2が、基板1に対して適長間隔をおいて配置されている。そして、この基板1とマスク2との間に、マイクロレンズ4を2次元的に配列したマイクロレンズアレイ3が配置されており、マスク2の上方から露光光がマスク2に対して照射され、マスク2を透過した露光光がマイクロレンズアレイ3により基板1上に投影され、マスク2に形成されたパターンが、マイクロレンズアレイ3により正立等倍像として、基板表面上のレジスト等に転写される。   On the other hand, recently, an exposure apparatus that projects a mask pattern onto a substrate by a microlens array has been used. FIG. 13 is a schematic diagram showing an exposure apparatus using a microlens array. A mask 2 on which a pattern to be exposed on the substrate 1 is formed is disposed above the substrate 1 to be exposed with an appropriate distance from the substrate 1. A microlens array 3 in which microlenses 4 are two-dimensionally arranged is disposed between the substrate 1 and the mask 2, and exposure light is irradiated from above the mask 2 to the mask 2. 2 is projected onto the substrate 1 by the microlens array 3, and the pattern formed on the mask 2 is transferred by the microlens array 3 as an erecting equal-magnification image to a resist or the like on the substrate surface. .

図14は露光装置に使用されるマイクロレンズアレイ3を示す図である。図14に示すように、マイクロレンズアレイ3は、例えば、4枚8レンズ構成であり、4枚の単位マイクロレンズアレイ3−1,3−2,3−3,3−4が積層された構造を有する。各単位マイクロレンズアレイ3−1乃至3−4は2個の凸レンズにより表現される光学系から構成されている。これにより、露光光は単位マイクロレンズアレイ3−2と単位マイクロレンズアレイ3−3との間で一旦収束し、更に単位マイクロレンズアレイ3−4の下方の基板上で結像する。即ち、単位マイクロレンズアレイ3−2と単位マイクロレンズアレイ3−3との間には、マスク2の倒立等倍像が結像し、基板上には、マスク2の正立等倍像が結像する。単位マイクロレンズアレイ3−2と単位マイクロレンズアレイ3−3との間には、多角視野絞り(例えば6角視野絞り31)が配置され、単位マイクロレンズアレイ3−3と単位マイクロレンズアレイ3−4との間には、円形の開口絞り32が配置されている。開口絞り32が各マイクロレンズのNA(開口数)を制限すると共に、6角視野絞り31が結像位置に近いところで6角形に視野を絞る。これらの6角視野絞り31及び開口絞り32はマイクロレンズ毎に設けられており、各マイクロレンズについて、マイクロレンズの光透過領域を開口絞り32により円形に整形すると共に、露光光の基板上の露光領域を6角形に整形している。6角視野絞り31は、例えば、図15に示すように、マイクロレンズの開口絞り32の中に6角形状の開口として形成される。よって、この6角視野絞り31により、マイクロレンズアレイ1を透過した露光光は、スキャンが停止しているとすると、基板1上で図15に示す6角形に囲まれた領域にのみ照射される。   FIG. 14 is a view showing the microlens array 3 used in the exposure apparatus. As shown in FIG. 14, the microlens array 3 has, for example, a four-lens configuration and a structure in which four unit microlens arrays 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 are stacked. Have Each unit microlens array 3-1 to 3-4 includes an optical system expressed by two convex lenses. Thereby, the exposure light once converges between the unit microlens array 3-2 and the unit microlens array 3-3, and further forms an image on the substrate below the unit microlens array 3-4. That is, an inverted equal magnification image of the mask 2 is formed between the unit micro lens array 3-2 and the unit micro lens array 3-3, and an erect equal magnification image of the mask 2 is formed on the substrate. Image. A polygonal field stop (for example, a hexagonal field stop 31) is disposed between the unit microlens array 3-2 and the unit microlens array 3-3, and the unit microlens array 3-3 and the unit microlens array 3- 4, a circular aperture stop 32 is arranged. The aperture stop 32 limits the NA (numerical aperture) of each microlens, and the hexagonal field stop 31 narrows the field of view to a hexagon near the imaging position. The hexagonal field stop 31 and the aperture stop 32 are provided for each microlens. For each microlens, the light transmission region of the microlens is shaped into a circle by the aperture stop 32 and exposure light is exposed on the substrate. The area is shaped into a hexagon. For example, as shown in FIG. 15, the hexagonal field stop 31 is formed as a hexagonal opening in the aperture stop 32 of the microlens. Therefore, the exposure light transmitted through the microlens array 1 by this hexagonal field stop 31 is irradiated only on the area surrounded by the hexagon shown in FIG. .

マイクロレンズアレイを使用したスキャン露光においては、通常、マスク2及び基板1を固定し、マイクロレンズアレイ3と露光光源及び光学系を、一体的に、図13における紙面に垂直の方向に移動させることにより、露光光が基板1上をスキャンするようになっている。この場合に、基板1の上面及びマスク2の下面に、夫々、アライメントマーク1a及び2aを設け、これらのアライメントマーク1a及び2aを指標として、基板1とマスク2とを相対的に位置合わせする必要がある。   In scan exposure using a microlens array, the mask 2 and the substrate 1 are usually fixed, and the microlens array 3, the exposure light source, and the optical system are integrally moved in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. Thus, the exposure light scans over the substrate 1. In this case, it is necessary to provide alignment marks 1a and 2a on the upper surface of the substrate 1 and the lower surface of the mask 2, respectively, and relatively align the substrate 1 and the mask 2 using these alignment marks 1a and 2a as an index. There is.

特開2004−103644号公報JP 2004-103644 A

しかしながら、アライメントマーク1a,2aにより、基板1とマスク2との位置合わせをする場合、±1μm程度の高精度で基板1とマスク2とを位置合わせしようとすると、両アライメントマーク1a,2aを同一のカメラにより同時に観察する必要がある。即ち、異なるカメラで別々にアライメントマーク1a,2aを観察すると、両アライメントマーク1a,2aの相対的な位置を保証できない。   However, when aligning the substrate 1 and the mask 2 with the alignment marks 1a and 2a, if the substrate 1 and the mask 2 are to be aligned with high accuracy of about ± 1 μm, the alignment marks 1a and 2a are the same. It is necessary to observe with the same camera. That is, if the alignment marks 1a and 2a are observed separately with different cameras, the relative positions of the alignment marks 1a and 2a cannot be guaranteed.

特許文献1のような近接露光の場合は、マスクと基板とが200μm程度で近接しており、この間隔はカメラの焦点深度内に収まるので、マスクのアライメントマークと基板のアライメントマークとを同時にカメラで観察することが可能である。しかし、マイクロレンズアレイ3を使用した露光装置においては、基板1とマスク2との間にマイクロレンズアレイ3を介装する必要があるため、基板1とマスク2との間の距離、即ち、アライメントマーク1a,2a間の間隔Gは、5乃至15mm程度存在する。この5乃至15mmの間隔は、通常のカメラのレンズ系では、同時に観察することができない。   In the case of proximity exposure as in Patent Document 1, the mask and the substrate are close to each other at about 200 μm, and this distance is within the depth of focus of the camera. Therefore, the mask alignment mark and the substrate alignment mark are simultaneously displayed on the camera. Can be observed. However, in the exposure apparatus using the microlens array 3, since the microlens array 3 needs to be interposed between the substrate 1 and the mask 2, the distance between the substrate 1 and the mask 2, that is, alignment. The gap G between the marks 1a and 2a is about 5 to 15 mm. This interval of 5 to 15 mm cannot be observed simultaneously with a normal camera lens system.

なお、図16に示すように、基板1のアライメントマーク1aからの反射光と、マスク2のアライメントマーク2aからの反射光とで、光路差を設け、基板1のアライメントマーク1aとマスク2のアライメントマーク2aとのフォーカス差を補正することも考えられる。   As shown in FIG. 16, an optical path difference is provided between the reflected light from the alignment mark 1 a of the substrate 1 and the reflected light from the alignment mark 2 a of the mask 2, so that the alignment mark 1 a of the substrate 1 and the alignment of the mask 2 are aligned. It is also conceivable to correct the focus difference from the mark 2a.

図16に示すように、基板1とマスク2との間のギャップGは5乃至15mmである。この場合に、視野とアライメント精度とを考慮すると、レンズ倍率は4倍程度が必要である。よって、アライメントのパターンギャップG(=5〜15mm)は、カメラ側でみると、5〜15mm×4=80〜240mmに相当する。この80乃至240mmのフォーカス差を補正する必要がある。 As shown in FIG. 16, the gap G between the substrate 1 and the mask 2 is 5 to 15 mm. In this case, considering the visual field and alignment accuracy, the lens magnification needs to be about 4 times. Therefore, the alignment pattern gap G (= 5 to 15 mm) corresponds to 5 to 15 mm × 4 2 = 80 to 240 mm when viewed on the camera side. It is necessary to correct the focus difference of 80 to 240 mm.

そこで、図16においては、光源20からの光をレンズ21で収束して反射鏡22により反射させ、レンズ23を介してビームスプリッタ47に入射させる。そして、ビームスプリッタ47からの光は、レンズ48及び49を経由してマスク2に入射し、マスク2のアライメントマーク2aで反射すると共に、基板1に入射し、基板1のアライメントマーク1aで反射する。これらのアライメントマーク1a、2aで反射した光は、ビームスプリッタ47に向かい、このビームスプリッタ47を透過した後、レンズ46,45を介して、ビームスプリッタ44に入射する。アライメントマーク1a,2aからの反射光は、ビームスプリッタ44で、ビームスプリッタ41に向かう光と、ミラー43に向かう光とに分離され、ミラー43に向かった光は、ミラー42により、ビームスプリッタ41に向かう。そして、ビームスプリッタ41にて、ビームスプリッタ44からの光はそのまま透過し、ミラー42からの光は反射して、カメラ10に向かう。このようにして、ビームスプリッタ44からミラー43,42を経由した光と、ビームスプリッタ44から直接到達した光とは、カメラ10により検出される。このとき、ビームスプリッタ44からミラー43までの光路と、ミラー43からミラー42までの光路と、ミラー42からビームスプリッタ41までの光路との総長が、ビームスプリッタ44からビームスプリッタ41に直接入射する光の光路の長さよりも、80乃至240mmのフォーカス差だけ長くなるように設定されている。従って、マスク2のアライメントマーク2aからの反射光であってミラー42,43を経由する光路を進行した光と、基板1のアライメントマーク1aからの反射光であってビームスプリッタ44から直接ビームスプリッタ41に入射する光路を進行した光とがいずれもカメラ10のCCD(電荷結合素子)に結像し、アライメントマーク1a,2aをカメラ10で同時に観察することができる。   Therefore, in FIG. 16, the light from the light source 20 is converged by the lens 21, reflected by the reflecting mirror 22, and incident on the beam splitter 47 through the lens 23. Then, the light from the beam splitter 47 enters the mask 2 via the lenses 48 and 49, is reflected by the alignment mark 2 a of the mask 2, is incident on the substrate 1, and is reflected by the alignment mark 1 a of the substrate 1. . The light reflected by these alignment marks 1a and 2a is directed to the beam splitter 47, passes through the beam splitter 47, and then enters the beam splitter 44 via the lenses 46 and 45. The reflected light from the alignment marks 1a and 2a is separated into light directed to the beam splitter 41 and light directed to the mirror 43 by the beam splitter 44, and the light directed to the mirror 43 is transmitted to the beam splitter 41 by the mirror 42. Head. Then, the light from the beam splitter 44 is transmitted as it is at the beam splitter 41, and the light from the mirror 42 is reflected and travels to the camera 10. In this way, the light that has passed through the mirrors 43 and 42 from the beam splitter 44 and the light that has reached directly from the beam splitter 44 are detected by the camera 10. At this time, the total length of the optical path from the beam splitter 44 to the mirror 43, the optical path from the mirror 43 to the mirror 42, and the optical path from the mirror 42 to the beam splitter 41 is directly incident on the beam splitter 41 from the beam splitter 44. The length of the optical path is set to be longer by a focus difference of 80 to 240 mm. Therefore, the reflected light from the alignment mark 2a of the mask 2 and traveling on the optical path passing through the mirrors 42 and 43, and the reflected light from the alignment mark 1a of the substrate 1 and directly from the beam splitter 44 to the beam splitter 41. Both of the light traveling in the optical path incident on the laser beam form an image on a CCD (charge coupled device) of the camera 10, and the alignment marks 1 a and 2 a can be simultaneously observed by the camera 10.

これにより、基板1とマスク2のアライメントマーク1a,2aのパターンのフォーカス差(80乃至240mm相当)を、別光路に分けて補正することができる。しかしながら、このように、フォーカス差を別光路で補正すると、各光路での光軸ずれが生じた場合に、アライメントマーク1a,2aの両パターンの相対位置がずれてしまうという問題点がある。このため、この方法では、アライメント精度が低下する。アライメント精度が低下すると、露光パターン精度も低下し、近時の高精細液晶パネルの露光にとって、致命的な問題となる。   Thus, the focus difference (equivalent to 80 to 240 mm) between the patterns of the alignment marks 1a and 2a on the substrate 1 and the mask 2 can be corrected by dividing it into another optical path. However, when the focus difference is corrected by another optical path as described above, there is a problem that the relative positions of both patterns of the alignment marks 1a and 2a are shifted when an optical axis shift occurs in each optical path. For this reason, this method reduces the alignment accuracy. When the alignment accuracy is lowered, the exposure pattern accuracy is also lowered, which becomes a fatal problem for the recent exposure of a high-definition liquid crystal panel.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、基板とマスクとのアライメントを高精度で行うことができる露光装置用のアライメント装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an alignment apparatus for an exposure apparatus that can perform alignment between a substrate and a mask with high accuracy.

本発明に係る露光装置用のアライメント装置は、スキャン露光によりマスクのパターンを基板に転写するマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置に設けられ、前記マスクと前記基板とを相対的位置合わせする露光装置用のアライメント装置において、
前記基板に設けられた基板アライメントマークと前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに、アライメント用の光を照射するアライメント光源と、
前記基板と前記マスクとの間に介在して、前記基板アライメントマーク又は前記マスクアライメントマークを夫々前記マスク又は前記基板に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークを、一方は反射光の像及び他方は正立等倍像として撮像するカメラと、
このカメラにより撮像された前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとに基づいて、前記マスク及び/又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが2次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、
この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、
前記単位マイクロレンズアレイ間の開口数を制限する開口絞りと、を有し、
前記複数個のマイクロレンズがスキャン露光方向に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が前記スキャン露光方向に複数列配置されると共に、前記スキャン露光方向に隣接する2列のマイクロレンズ列の相互間は前記スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、
前記制御装置は、前記マイクロレンズアレイを前記基板及び前記マスクに対して相対的に前記スキャン露光方向に移動させると共に、前記マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で前記カメラにより前記基板アライメントマークの像及び前記マスクアライメントマークの像を複数回撮像し、撮像された複数個の像を重ね合わせて、この重ね合わされた基板アライメントマークの像及びマスクアライメントマークの像をアライメントに使用することを特徴とする。
An alignment apparatus for an exposure apparatus according to the present invention is provided in a scan exposure apparatus using a microlens array that transfers a mask pattern onto a substrate by scan exposure, and aligns the mask and the substrate relative to each other. In the alignment device for
An alignment light source for irradiating alignment light to a substrate alignment mark provided on the substrate and a mask alignment mark provided on the mask;
A microlens array interposed between the substrate and the mask to form the substrate alignment mark or the mask alignment mark on the mask or the substrate as an erect life-size image, respectively,
A camera that captures the substrate alignment mark and the mask alignment mark, one as an image of reflected light and the other as an erect life-size image;
A control device that adjusts the position of the mask and / or the substrate based on the substrate alignment mark and the mask alignment mark imaged by the camera;
Have
The microlens array is
A plurality of unit microlens arrays in which a plurality of microlenses are two-dimensionally arranged and stacked on each other;
A polygonal field stop having a polygonal aperture disposed at a reversal imaging position between the unit microlens arrays;
An aperture stop that limits the numerical aperture between the unit microlens arrays,
The plurality of microlenses are arranged in a direction orthogonal to the scan exposure direction to form a microlens array, and the microlens arrays are arranged in the scan exposure direction and adjacent to the scan exposure direction. Between the micro lens rows of the rows are arranged so as to be biased in a direction orthogonal to the scan exposure direction,
The control device moves the microlens array relative to the substrate and the mask in the scan exposure direction, and the substrate alignment mark by the camera at an interval that is not an integral multiple of the arrangement pitch of the microlens rows. The mask alignment mark image and the mask alignment mark image are captured a plurality of times, the captured plurality of images are superimposed, and the superimposed substrate alignment mark image and mask alignment mark image are used for alignment. And

本発明に係る他の露光装置用のアライメント装置は、スキャン露光によりマスクのパターンを基板に転写するマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置に設けられ、前記マスクと前記基板とを相対的位置合わせする露光装置用のアライメント装置において、
前記基板に設けられた基板アライメントマークと前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに、アライメント用の光を照射するアライメント光源と、
前記基板と前記マスクとの間に介在して、前記基板アライメントマーク又は前記マスクアライメントマークを夫々前記マスク又は前記基板に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークを、一方は反射光の像及び他方は正立等倍像として撮像するカメラと、
このカメラにより撮像された前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとに基づいて、前記マスク及び/又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが2次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、
この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、
前記単位マイクロレンズアレイ間の開口数を制限する開口絞りと、を有し、
前記複数個のマイクロレンズがスキャン露光方向に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が前記スキャン露光方向に複数列配置されると共に、前記スキャン露光方向に隣接する2列のマイクロレンズ列の相互間は前記スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、
前記制御装置は、前記マイクロレンズアレイを前記基板及び前記マスクに対して相対的にスキャン露光方向に移動させると共に、前記カメラにより前記基板アライメントマークの像及び前記マスクアライメントマークの像を連続的に動画として撮像し、連続的に撮像された基板アライメントマークの像及びマスクアライメントマークの像をアライメントに使用することを特徴とする。
An alignment apparatus for another exposure apparatus according to the present invention is provided in a scan exposure apparatus using a microlens array that transfers a mask pattern to a substrate by scan exposure, and relatively aligns the mask and the substrate. In an alignment apparatus for an exposure apparatus,
An alignment light source for irradiating alignment light to a substrate alignment mark provided on the substrate and a mask alignment mark provided on the mask;
A microlens array interposed between the substrate and the mask to form the substrate alignment mark or the mask alignment mark on the mask or the substrate as an erect life-size image, respectively,
A camera that captures the substrate alignment mark and the mask alignment mark, one as an image of reflected light and the other as an erect life-size image;
A control device that adjusts the position of the mask and / or the substrate based on the substrate alignment mark and the mask alignment mark imaged by the camera;
Have
The microlens array is
A plurality of unit microlens arrays in which a plurality of microlenses are two-dimensionally arranged and stacked on each other;
A polygonal field stop having a polygonal aperture disposed at a reversal imaging position between the unit microlens arrays;
An aperture stop that limits the numerical aperture between the unit microlens arrays,
The plurality of microlenses are arranged in a direction orthogonal to the scan exposure direction to form a microlens array, and the microlens arrays are arranged in the scan exposure direction and adjacent to the scan exposure direction. Between the micro lens rows of the rows are arranged so as to be biased in a direction orthogonal to the scan exposure direction,
The control device moves the microlens array relative to the substrate and the mask in a scanning exposure direction, and continuously moves the image of the substrate alignment mark and the image of the mask alignment mark by the camera. The image of the substrate alignment mark and the image of the mask alignment mark that are continuously imaged are used for alignment.

本発明に係る露光装置用のアライメント装置においては、例えば、前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークの一方が、枠状をなし、他方がアライメント時に前記枠の中心に位置する矩形状をなすように構成できる。   In the alignment apparatus for an exposure apparatus according to the present invention, for example, one of the substrate alignment mark and the mask alignment mark has a frame shape, and the other has a rectangular shape positioned at the center of the frame during alignment. Can be configured.

前記アライメント光源は、例えば前記カメラが検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射するように構成できる。   The alignment light source can be configured to emit alignment light coaxially with an optical axis of light detected by the camera, for example.

本発明に係る露光装置用のアライメント装置において、例えば前記マイクロレンズアレイは、露光用のマイクロレンズアレイと共用することができる。   In the alignment apparatus for an exposure apparatus according to the present invention, for example, the microlens array can be shared with the microlens array for exposure.

本発明に係る露光装置用のアライメント装置は、アライメント光源によりアライメント光をマスクアライメントマーク及び基板アライメントマークに照射すると、このアライメント光はマスクを透過し、基板上に照射され、基板上の基板アライメントマークで反射した後、反射光は、マイクロレンズアレイにより、マスク上に、基板アライメントマークの正立等倍像として結像する。又は、アライメント光は基板を透過し、マスク上に照射され、マスク上のマスクアライメントマークで反射した後、反射光はマイクロレンズアレイにより、基板上に、マスクアライメントマークの正立等倍像として結像する。本発明においては、アライメント光源により基板の下方からアライメント光を基板アライメントマーク及びマスクアライメントマークに照射すると、基板が例えばPI(ポリイミド)及びITO(スズドープ酸化インジウム)等の光透過性の材料からなる場合においては、このアライメント光は基板を透過し、マスク上に照射され、マスク上のマスクアライメントマークで反射した後、反射光は、マイクロレンズアレイにより、基板上に、マスクアライメントマークの正立等倍像として結像する。よって、基板アライメントマーク及びマスクアライメントマークを、カメラにより、マスク上又は基板上で一方は反射光の像及び他方は正立等倍像として撮像することができ、基板とマスクとの間のギャップGに起因するカメラ側のフォーカス差が0となる。よって、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、カメラにより検出される両アライメントマーク同士の相対位置は変化せず、基板とマスクとのアライメントを高精度で行うことができる。例えば、基板とマスクとのアライメントがとれているにも拘わらず、カメラにおいては、アライメントがとれていないと誤観察されたり、基板とマスクとのアライメントがとれていないにも拘わらず、カメラにおいては、アライメントがとれていると誤観察されることを防止できる。そして、本発明においては、制御装置は、カメラにより検出される基板アライメントマークとマスクアライメントマークとが一致するように、マスク及び/又は基板の位置を調節するので、基板とマスクとのアライメントを高精度で行うことができる。   In the alignment apparatus for an exposure apparatus according to the present invention, when the alignment light is irradiated onto the mask alignment mark and the substrate alignment mark by the alignment light source, the alignment light is transmitted through the mask and irradiated onto the substrate. Then, the reflected light is imaged as an erecting equal-magnification image of the substrate alignment mark on the mask by the microlens array. Alternatively, the alignment light is transmitted through the substrate, irradiated onto the mask, reflected by the mask alignment mark on the mask, and then reflected light is formed on the substrate as an erecting equal-magnification image of the mask alignment mark by the microlens array. Image. In the present invention, when the alignment light is irradiated onto the substrate alignment mark and the mask alignment mark from below the substrate by the alignment light source, the substrate is made of a light-transmitting material such as PI (polyimide) and ITO (tin-doped indium oxide). In this case, the alignment light is transmitted through the substrate, irradiated onto the mask, reflected by the mask alignment mark on the mask, and then reflected light is erected at the same size as the mask alignment mark on the substrate by the microlens array. It forms as an image. Therefore, the substrate alignment mark and the mask alignment mark can be captured by the camera on the mask or on the substrate, one as an image of reflected light and the other as an erecting equal-magnification image, and the gap G between the substrate and the mask. The focus difference on the camera side due to this is zero. Therefore, even when the optical axis of the alignment light is tilted, the relative position between the alignment marks detected by the camera does not change, and the alignment between the substrate and the mask can be performed with high accuracy. For example, in the camera, although the substrate and the mask are aligned, the camera mistakenly observes that the substrate is not aligned, or the substrate and the mask are not aligned. , Misalignment can be prevented when alignment is achieved. In the present invention, the control device adjusts the position of the mask and / or the substrate so that the substrate alignment mark detected by the camera matches the mask alignment mark. Can be done with precision.

また、本発明においては、マイクロレンズアレイにより結像される像は、単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置された多角視野絞りにより、その開口の形状に対応した像となり、瞬間的には、アライメントマークの端縁を検出できず、検出されたアライメントマークを基板とマスクとのアライメントに使用できない場合が生じる。しかし、本発明においては、アライメントマークの正立等倍像を結像させるマイクロレンズアレイは、複数個のマイクロレンズがスキャン露光に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が、そのスキャン露光方向に複数列配置されると共に、スキャン露光方向に隣接する2列のマイクロレンズ列の相互間は、スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、制御装置により基板及びマスクに対して相対的にスキャン露光方向に移動される。よって、カメラにより、両アライメントマークの像を、マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で複数回撮像して、撮像されたアライメントマークの像を重ね合わせるか、又は連続的に動画として撮像することにより、マイクロレンズアレイにより結像されるアライメントマークの端縁を確実に検出することができ、検出したアライメントマークをマスクと基板とのアライメントに使用できる。   In the present invention, the image formed by the microlens array becomes an image corresponding to the shape of the opening by the polygonal field stop disposed at the reversal image forming position between the unit microlens arrays. In some cases, the edge of the alignment mark cannot be detected, and the detected alignment mark cannot be used for alignment between the substrate and the mask. However, in the present invention, the microlens array for forming an erecting equal-magnification image of the alignment mark has a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged in a direction perpendicular to the scan exposure. A plurality of rows are arranged in the scan exposure direction, and the two microlens rows adjacent to each other in the scan exposure direction are arranged so as to be biased in a direction perpendicular to the scan exposure direction. The controller moves the scanning exposure direction relative to the substrate and the mask. Therefore, the images of both alignment marks are taken by the camera a plurality of times at intervals that are not an integral multiple of the arrangement pitch of the microlens rows, and the taken alignment mark images are superimposed or continuously taken as a moving image. Thus, the edge of the alignment mark imaged by the microlens array can be reliably detected, and the detected alignment mark can be used for alignment between the mask and the substrate.

(a)乃至(c)は、本発明の第1実施形態に係るアライメント装置において、多角視野絞りを介して検出される基板アライメントマークの像をマイクロレンズアレイと共に示す図、及びカメラにより撮像された基板アライメントマークの像を重ね合わせた状態を示す図である。(A) thru | or (c) were the images which were picked up with the figure which shows the image of the board | substrate alignment mark detected via a polygonal field stop with a microlens array, and the camera in the alignment apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows the state which overlap | superposed the image of the board | substrate alignment mark. (a)は本発明の第1実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、(b)は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。(A) is a figure which shows the alignment apparatus for exposure apparatuses which concerns on 1st Embodiment of this invention, (b) is a figure which shows the relative positional relationship of the alignment mark detected. (a),(b)は図2に示す露光装置において、アライメント光の光路が傾斜した場合を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the case where the optical path of alignment light inclines in the exposure apparatus shown in FIG. 本発明の比較例に係る露光装置用のアライメント装置を示す図である。It is a figure which shows the alignment apparatus for exposure apparatuses which concerns on the comparative example of this invention. 本発明の比較例に係るアライメント装置において、アライメント光の光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path of alignment light in the alignment apparatus which concerns on the comparative example of this invention. (a)乃至(d)は、第1実施形態に係るアライメント装置において、アライメント用のマイクロレンズアレイが設けられていない場合を示す図である。(A) thru | or (d) is a figure which shows the case where the micro lens array for alignment is not provided in the alignment apparatus which concerns on 1st Embodiment. (a)乃至(d)は、本発明の第2実施形態に係るアライメント装置において、多角視野絞りを介して検出される基板アライメントマークの像、及びカメラにより連続的に動画として撮像された基板アライメントマークの像を示す図である。(A) thru | or (d) are the board | substrate alignment imaged as a moving image continuously with the image of the board | substrate alignment mark detected via a polygonal field stop, and the camera in the alignment apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is a figure which shows the image of a mark. (a)は本発明の第3実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、(b)は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。(A) is a figure which shows the alignment apparatus for exposure apparatuses which concerns on 3rd Embodiment of this invention, (b) is a figure which shows the relative positional relationship of the alignment mark detected. (a)は本発明の第4実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、(b)は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。(A) is a figure which shows the alignment apparatus for exposure apparatuses which concerns on 4th Embodiment of this invention, (b) is a figure which shows the relative positional relationship of the alignment mark detected. (a),(b)は図9に示す露光装置において、アライメント光の光路が傾斜した場合を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the case where the optical path of alignment light inclines in the exposure apparatus shown in FIG. (a)は本発明の第5実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、(b)は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。(A) is a figure which shows the alignment apparatus for exposure apparatuses which concerns on 5th Embodiment of this invention, (b) is a figure which shows the relative positional relationship of the alignment mark detected. (a)は本発明の第6実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、(b)は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。(A) is a figure which shows the alignment apparatus for exposure apparatuses which concerns on 6th Embodiment of this invention, (b) is a figure which shows the relative positional relationship of the alignment mark detected. マイクロレンズアレイを使用した露光装置を示す図である。It is a figure which shows the exposure apparatus which uses a micro lens array. 単位マイクロレンズアレイの配置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows arrangement | positioning of a unit micro lens array. マイクロレンズの絞り形状を示す図である。It is a figure which shows the aperture shape of a micro lens. 光路差を設けて基板とマスクとの間のギャップを吸収するアライメント装置を示す図である。It is a figure which shows the alignment apparatus which provides an optical path difference and absorbs the gap between a board | substrate and a mask.

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図1(a)乃至図1(c)は、本発明の第1実施形態に係るアライメント装置において、多角視野絞りを介して検出される基板アライメントマークの像をマイクロレンズアレイと共に示す図、及びカメラにより撮像された基板アライメントマークの像を重ね合わせた状態を示す図、図2(a)は本発明の第1実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図2(b)は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。図2に示すように、本実施形態においては、アライメント装置が設けられる露光装置は、従来のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置と同様に、基板1とマスク2との間にマイクロレンズアレイ3が設けられており、露光光源8から出射された露光光をマスク2に形成されたパターンに透過させ、マイクロレンズアレイ3により、パターンの正立等倍像を基板上に結像させる。そして、マスク2及び基板1に対して、マイクロレンズアレイ3と露光光源及び光学系を、一体的に、図2における紙面に垂直の方向(以下、スキャン露光方向とよぶ)に相対移動させることにより、露光光が基板1上をスキャンし、マスク2のパターンが基板1上に転写されるように構成されている。この露光装置において、アライメント装置は、基板1とマスク2との相対的位置合わせに使用される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIGS. 1A to 1C are diagrams showing a substrate alignment mark image detected through a polygonal field stop together with a microlens array and a camera in the alignment apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a diagram showing a state in which the images of the substrate alignment marks imaged in FIG. 2 are superimposed, FIG. 2A is a diagram showing an alignment apparatus for an exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. It is a figure which shows the relative positional relationship of the alignment mark made. As shown in FIG. 2, in this embodiment, an exposure apparatus provided with an alignment apparatus is a microlens array 3 between a substrate 1 and a mask 2 as in a conventional scan exposure apparatus using a microlens array. The exposure light emitted from the exposure light source 8 is transmitted through the pattern formed on the mask 2, and an erecting equal-magnification image of the pattern is formed on the substrate by the microlens array 3. Then, the microlens array 3, the exposure light source, and the optical system are integrally moved relative to the mask 2 and the substrate 1 in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2 (hereinafter referred to as a scan exposure direction). The exposure light scans on the substrate 1 and the pattern of the mask 2 is transferred onto the substrate 1. In this exposure apparatus, the alignment apparatus is used for relative alignment between the substrate 1 and the mask 2.

本実施形態に係るアライメント装置には、マスク2の上方に、基板1に設けられた基板アライメントマーク1aとマスク2に設けられたマスクアライメントマーク2aに、マスク2の上方からアライメント用の光を照射するアライメント光源5が設けられている。図2(a)に示すように、本実施形態においては、アライメント光源5は、基板アライメントマーク1a及びマスクアライメントマーク2aを検出するカメラ6と共に、1焦点型の同軸落射式顕微鏡に内蔵されている。そして、アライメント光源5は、カメラ6が検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射するように構成されている。このアライメント光源5としては、レーザ光又は干渉フィルタを透過したランプ光を使用することができる。ランプ光源としては、例えばハロゲンランプを使用すれば、コストを低減でき、好ましい。なお、アライメント光源5は、カメラ6とは別体的に設けられていてもよい。アライメント光源5から出射された光は、例えば反射鏡及びビームスプリッタ等の光学系を介して、マスク2及び基板1に照射される。 The alignment apparatus according to the present embodiment irradiates alignment light from above the mask 2 onto the substrate alignment mark 1 a provided on the substrate 1 and the mask alignment mark 2 a provided on the mask 2 above the mask 2. An alignment light source 5 is provided. As shown in FIG. 2A, in the present embodiment, the alignment light source 5 is built in a one-focus type coaxial episcopic microscope together with a camera 6 that detects the substrate alignment mark 1a and the mask alignment mark 2a. . The alignment light source 5 is configured to emit alignment light coaxially with the optical axis of the light detected by the camera 6. As the alignment light source 5, laser light or lamp light transmitted through an interference filter can be used. As the lamp light source, for example, a halogen lamp is preferably used because the cost can be reduced. The alignment light source 5 may be provided separately from the camera 6. The light emitted from the alignment light source 5 is applied to the mask 2 and the substrate 1 through an optical system such as a reflecting mirror and a beam splitter.

マイクロレンズアレイ3は、図14に示す従来のマイクロレンズアレイと同様に、例えば、4枚8レンズ構成であり、4枚の単位マイクロレンズアレイ3−1,3−2,3−3,3−4が積層された構造を有する。各単位マイクロレンズアレイ3−1乃至3−4は、複数個のマイクロレンズ4が2次元的に配置されて構成されている。例えば単位マイクロレンズアレイ3−1乃至3−4は、複数個のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズ列が、その配列方向に直交する方向に複数列配置されたものである。そして、隣接するマイクロレンズ列のマイクロレンズ同士は、相互に列方向に偏倚しており、例えば3列のマイクロレンズ列により、1マイクロレンズ列群が構成されている。そして、マイクロレンズアレイ3は、各マイクロレンズ列におけるマイクロレンズの配列方向が、基板1及びマスク2に対する相対的スキャン露光方向に直交する方向となるように、露光装置及びアライメント装置に配置されている。本実施形態においては、マイクロレンズアレイ3は、基板1とマスク2との相対的位置合わせの際には、基板アライメントマーク1aとマスクアライメントマーク2aとの間に移動され、1枚のマイクロレンズアレイ3を露光時とアライメント時で移動させ、露光用のマイクロレンズアレイ3をアライメント用に共用して使用される。   Similarly to the conventional microlens array shown in FIG. 14, the microlens array 3 has, for example, a four-lens eight-lens configuration, and four unit microlens arrays 3-1, 3-2, 3-3, 3- 4 has a laminated structure. Each unit microlens array 3-1 to 3-4 includes a plurality of microlenses 4 arranged two-dimensionally. For example, in the unit microlens arrays 3-1 to 3-4, a plurality of microlens rows in which a plurality of microlenses are arranged are arranged in a direction orthogonal to the arrangement direction. The microlenses of the adjacent microlens rows are offset from each other in the row direction. For example, one microlens row group is configured by three rows of microlens rows. The microlens array 3 is arranged in the exposure apparatus and the alignment apparatus so that the arrangement direction of the microlenses in each microlens array is perpendicular to the relative scan exposure direction with respect to the substrate 1 and the mask 2. . In the present embodiment, the microlens array 3 is moved between the substrate alignment mark 1a and the mask alignment mark 2a when the relative alignment between the substrate 1 and the mask 2 is performed. 3 is moved during exposure and during alignment, and the microlens array 3 for exposure is shared and used for alignment.

露光装置には、例えばマイクロレンズアレイ3を移動させる駆動装置(図示せず)が設けられており、制御装置により制御されている。そして、露光時には、制御装置は、マイクロレンズアレイ3を光源8と一体的にスキャン露光方向に移動させるように制御する。また、アライメント時においては、アライメント光が照射された状態で、制御装置は、マイクロレンズアレイ3をスキャン露光方向に移動させるように制御し、これにより、基板1から反射された光が、マイクロレンズアレイ3の6角視野絞り31の6角形の開口に対応して、カメラ6側から検出されるように構成されている。本実施形態においては、マイクロレンズアレイ3の移動方向は、露光時とアライメント時とで同一の方向である。   The exposure apparatus is provided with a drive device (not shown) for moving the microlens array 3, for example, and is controlled by a control device. At the time of exposure, the control device controls the microlens array 3 to move in the scan exposure direction integrally with the light source 8. Further, at the time of alignment, the control device controls the microlens array 3 to move in the scan exposure direction in a state in which the alignment light is irradiated, so that the light reflected from the substrate 1 is microlens. Corresponding to the hexagonal aperture of the hexagonal field stop 31 of the array 3, it is configured to be detected from the camera 6 side. In the present embodiment, the moving direction of the microlens array 3 is the same direction during exposure and during alignment.

マスク2には、例えば枠状のマスクアライメントマーク2aが設けられており、基板1には、例えばマスクアライメントマーク2aよりも大きさが小さく、矩形の基板アライメントマーク1aが設けられている。そして、アライメント時に、基板1とマスク2とが所定の位置関係にあるときには、図2(b)に示すように、カメラ6により検出される基板アライメントマーク1aは、マスクアライメントマーク2aの中心に位置する。   The mask 2 is provided with, for example, a frame-shaped mask alignment mark 2a, and the substrate 1 is provided with, for example, a rectangular substrate alignment mark 1a that is smaller than the mask alignment mark 2a. When the substrate 1 and the mask 2 are in a predetermined positional relationship during alignment, as shown in FIG. 2B, the substrate alignment mark 1a detected by the camera 6 is positioned at the center of the mask alignment mark 2a. To do.

本実施形態においては、基板1とマスク2とのアライメントの際には、マイクロレンズアレイ3により、基板アライメントマーク1aから反射した正立等倍像がマスク2上に結像され、マスク2の上方に設けられたカメラ6により、マスクアライメントマーク2aから反射した反射光及びマスク2上に結像した基板アライメントマーク1aの正立等倍像を同時に検出するように構成されている。   In the present embodiment, when the substrate 1 and the mask 2 are aligned, the microlens array 3 forms an erecting equal-magnification image reflected from the substrate alignment mark 1 a on the mask 2 and above the mask 2. The reflected light reflected from the mask alignment mark 2a and the erecting equal-magnification image of the substrate alignment mark 1a imaged on the mask 2 are simultaneously detected by the camera 6 provided in FIG.

図2(a)に示すように、カメラ6は、マスク2の位置を制御する第2の制御装置9に接続されており、第2の制御装置9は、カメラ6による検出結果によって、基板1とマスク2とのアライメントが必要な場合には、マスク2を移動させるように構成されている。例えば、カメラ6により検出される基板アライメントマーク1aの位置が枠状のマスクアライメントマーク2aの中心からずれている場合には、第2の制御装置9は、基板アライメントマーク1aがマスクアライメントマーク2aの中心に位置するようにマスク2を移動させる。なお、図2(a)に二点鎖線で示すように、第2の制御装置9は、例えば基板1が載置されるステージ等に接続され、基板1を移動させることにより、基板1とマスク2とのアライメントを行うように構成されていてもよい。又は、第2の制御装置9は、基板1及びマスク2の双方を移動させることにより、基板1とマスク2とのアライメントを行うように構成されていてもよい。   As shown in FIG. 2A, the camera 6 is connected to a second control device 9 that controls the position of the mask 2, and the second control device 9 determines the substrate 1 based on the detection result by the camera 6. When the alignment between the mask 2 and the mask 2 is necessary, the mask 2 is moved. For example, when the position of the substrate alignment mark 1a detected by the camera 6 is deviated from the center of the frame-shaped mask alignment mark 2a, the second controller 9 determines that the substrate alignment mark 1a is the mask alignment mark 2a. The mask 2 is moved so as to be positioned at the center. 2A, the second control device 9 is connected to, for example, a stage on which the substrate 1 is placed and moves the substrate 1 to move the substrate 1 and the mask. 2 may be configured. Alternatively, the second control device 9 may be configured to align the substrate 1 and the mask 2 by moving both the substrate 1 and the mask 2.

アライメントの際には、マスクアライメントマーク2aと基板アライメントマーク1aとの間に配置されたマイクロレンズアレイ3により、基板アライメントマーク1aから反射された反射光は、マイクロレンズアレイ3を透過し、マスク2上には、基板アライメントマーク1aの正立等倍像が結像される。よって、基板1とマスク2との間には、実際には、5乃至15mmのギャップGが存在するが、このギャップGに起因するカメラ6側のフォーカス差が0となる。よって、カメラ6のセンサに対する距離が異なる基板1及びマスク2のアライメントマーク1a,2aをカメラ6に同時に結像させることができ、各アライメントマークを指標として、基板1とマスク2との位置を調整すれば、基板1とマスク2とのアライメントを高精度で行うことができる。また、カメラ側のフォーカス差を0にすることにより、図3(a)に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、アライメントマーク同士の相対位置は変化せず(図3(b))、極めて高いアライメント精度を得ることができる。   At the time of alignment, the reflected light reflected from the substrate alignment mark 1a by the microlens array 3 arranged between the mask alignment mark 2a and the substrate alignment mark 1a is transmitted through the microlens array 3 and the mask 2 An erecting equal-magnification image of the substrate alignment mark 1a is formed on the top. Therefore, a gap G of 5 to 15 mm actually exists between the substrate 1 and the mask 2, but the focus difference on the camera 6 side caused by this gap G becomes zero. Therefore, the alignment marks 1a and 2a of the substrate 1 and the mask 2 having different distances from the sensor of the camera 6 can be simultaneously imaged on the camera 6, and the positions of the substrate 1 and the mask 2 are adjusted using each alignment mark as an index. Then, the alignment between the substrate 1 and the mask 2 can be performed with high accuracy. Further, by setting the focus difference on the camera side to 0, as shown in FIG. 3A, the relative positions of the alignment marks do not change even when the optical axis of the alignment light is inclined (FIG. 3 ( b)) An extremely high alignment accuracy can be obtained.

マイクロレンズアレイ3の単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置には、例えば図14及び図15に示すような6角視野絞り31が配置されている。よって、マスク2上に結像される基板アライメントマーク1aの像は、6角視野絞り31の開口に対応した像となる。従って、瞬間的には、基板アライメントマーク1aの端縁が6角視野絞り31の開口に対応する位置にない場合が生じ、カメラ6側から基板アライメントマーク1aの端縁を検出できず、基板アライメントマーク1aの中心位置が特定できずに、検出した像を基板1とマスク2とのアライメントに使用できない場合が生じる。   For example, a hexagonal field stop 31 as shown in FIGS. 14 and 15 is arranged at the reversal imaging position between the unit microlens arrays of the microlens array 3. Therefore, the image of the substrate alignment mark 1 a formed on the mask 2 is an image corresponding to the opening of the hexagonal field stop 31. Therefore, instantaneously, the edge of the substrate alignment mark 1a may not be at a position corresponding to the opening of the hexagonal field stop 31, and the edge of the substrate alignment mark 1a cannot be detected from the camera 6 side. There are cases where the center position of the mark 1a cannot be specified and the detected image cannot be used for alignment between the substrate 1 and the mask 2.

しかし、本実施形態においては、マイクロレンズアレイ3は、複数個のマイクロレンズがスキャン露光方向に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が、そのスキャン露光方向に複数列配置されると共に、スキャン露光方向に隣接する2列のマイクロレンズ列の相互間は、スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、アライメント時には、制御装置によりスキャン露光方向に移動するように制御される。そして、制御装置は、カメラにより、両アライメントマークの像を、マイクロレンズアレイ3の各マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で複数回撮像し、撮像された複数個の像を重ね合わせて、この重ね合わされた基板アライメントマーク1a及びマスクアライメントマーク2aの像をアライメントに使用する。よって、多角視野絞りが設けられている場合においても、基板アライメントマークの1aの端縁を確実に特定できる。即ち、図1(a)乃至図1(c)に示すように、カメラ6により検出される基板アライメントマーク1aの像は、瞬間的には、その端縁が検出できない場合がある。例えば図1(a)に示すように、アライメントマーク1aの左側の端縁は、カメラ6により検出できない。しかし、制御装置が、マイクロレンズアレイ3をスキャン露光方向に移動させながら、カメラ6により、基板アライメントマーク1aの像を、マイクロレンズアレイ3のマイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で複数回撮像し、図1(a)乃至図1(c)の右側の図に示すように、撮像した複数枚の像を重ね合わせることにより、基板アライメントマーク1aの端縁を確実に検出でき、基板1とマスク2とのアライメントを行うことができる。このとき、カメラ6によるアライメントマーク1a,2aの撮像が、マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍の間隔で行われると、基板アライメントマーク1aの像は、複数回の撮像により、スキャン露光方向に直交する方向に並ぶように検出される。よって、基板アライメントマーク1aのスキャン方向における端縁が1回目の撮像で検出できなかった場合、2回目以降の撮像においても、基板アライメントマーク1aのスキャン露光方向における端縁を検出できない。このカメラ6による撮像回数は、マイクロレンズ列群を構成するマイクロレンズ列の列数以上であることが好ましい。   However, in the present embodiment, the microlens array 3 includes a plurality of microlenses arranged in a direction orthogonal to the scan exposure direction to form a microlens row, and a plurality of microlens rows are arranged in the scan exposure direction. The two microlens rows adjacent to each other in the scan exposure direction are arranged so as to be deviated in a direction perpendicular to the scan exposure direction. During alignment, the controller performs scan exposure. Controlled to move in the direction. Then, the control device captures the images of both alignment marks with the camera a plurality of times at intervals that are not an integral multiple of the arrangement pitch of each microlens array of the microlens array 3, and superimposes the captured images. The images of the superimposed substrate alignment mark 1a and mask alignment mark 2a are used for alignment. Therefore, even when the polygonal field stop is provided, the edge of the substrate alignment mark 1a can be reliably identified. That is, as shown in FIGS. 1A to 1C, the edge of the image of the substrate alignment mark 1a detected by the camera 6 may not be detected instantaneously. For example, as shown in FIG. 1A, the left edge of the alignment mark 1 a cannot be detected by the camera 6. However, while the control device moves the microlens array 3 in the scan exposure direction, the camera 6 causes the image of the substrate alignment mark 1a to be multiple times at intervals that are not an integral multiple of the arrangement pitch of the microlens rows of the microlens array 3. As shown in the drawings on the right side of FIG. 1A to FIG. 1C, the edge of the substrate alignment mark 1a can be reliably detected by superimposing a plurality of captured images, and the substrate 1 And the mask 2 can be aligned. At this time, when the alignment marks 1a and 2a are imaged by the camera 6 at an interval that is an integral multiple of the arrangement pitch of the microlens rows, the image of the substrate alignment mark 1a is orthogonal to the scan exposure direction by multiple imaging. It is detected so that it may line up in the direction. Therefore, when the edge in the scanning direction of the substrate alignment mark 1a cannot be detected by the first imaging, the edge in the scanning exposure direction of the substrate alignment mark 1a cannot be detected even in the second and subsequent imaging. The number of times of imaging by the camera 6 is preferably equal to or greater than the number of rows of microlens rows constituting the microlens row group.

次に、上述のごとく構成された本実施形態に係るアライメント装置の動作について説明する。マイクロレンズアレイ3は、露光時には、マスク2に設けられたパターン領域の下方に位置する。先ず、このマイクロレンズアレイ3が、図2における右方向に移動されて、基板アライメントマーク1aとマスクアライメントマーク2aとの間に移動される。次に、カメラ6に内蔵されたハロゲンランプ等のアライメント光源5からアライメント光を出射させると共に、制御装置により、マイクロレンズアレイ3がスキャン露光方向に移動するように制御する。このアライメント光は、例えば反射鏡及びビームスプリッタ等の光学系を介して、先ず、マスク2に照射される。マスク2に照射されたアライメント光は、マスクアライメントマーク2aにより反射される。一方、マスク2に透過されたアライメント光は、マスク2の下方に配置されたマイクロレンズアレイ3に透過され、基板1上に照射される。   Next, the operation of the alignment apparatus according to the present embodiment configured as described above will be described. The microlens array 3 is positioned below the pattern area provided on the mask 2 during exposure. First, the microlens array 3 is moved in the right direction in FIG. 2, and is moved between the substrate alignment mark 1a and the mask alignment mark 2a. Next, alignment light is emitted from an alignment light source 5 such as a halogen lamp built in the camera 6 and the control device controls the microlens array 3 to move in the scan exposure direction. The alignment light is first applied to the mask 2 via an optical system such as a reflecting mirror and a beam splitter. The alignment light irradiated on the mask 2 is reflected by the mask alignment mark 2a. On the other hand, the alignment light transmitted through the mask 2 is transmitted through the microlens array 3 disposed below the mask 2 and irradiated onto the substrate 1.

そして、基板アライメントマーク1aに反射された反射光は、マイクロレンズアレイ3を透過して、再度マスク2に入射され、マスク2上に基板アライメントマーク1aの正立等倍像が結像される。そして、各反射光は、カメラ6のセンサに入射され、マスクアライメントマーク2a及びマスク2上に結像した基板アライメントマーク1aの正立等倍像が検出される。このように、本実施形態においては、マスク2上に結像した基板アライメントマーク1aの正立等倍像をカメラ6により検出するため、基板1とマスク2との間には、実際には、5乃至15mmのギャップGが存在するが、カメラ6側では、このギャップGに起因するフォーカス差が0となる。   Then, the reflected light reflected by the substrate alignment mark 1 a passes through the microlens array 3 and enters the mask 2 again, and an erecting equal-magnification image of the substrate alignment mark 1 a is formed on the mask 2. Then, each reflected light is incident on the sensor of the camera 6 and an erecting equal-magnification image of the mask alignment mark 2a and the substrate alignment mark 1a formed on the mask 2 is detected. Thus, in this embodiment, since the camera 6 detects an erecting equal-magnification image of the substrate alignment mark 1a imaged on the mask 2, in practice, between the substrate 1 and the mask 2, There is a gap G of 5 to 15 mm, but on the camera 6 side, the focus difference due to this gap G is zero.

制御装置は、カメラ6により、マスク2上に結像した基板アライメントマーク1aの像を、マスクアライメントマーク2aと共に複数回撮像させる(図1)。即ち、マイクロレンズアレイ3には、単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に6角視野絞り31が設けられているため、マスク2上に結像される基板アライメントマーク1aの像は、6角視野絞り31の開口に対応した像となり、瞬間的には、カメラ6側から基板アライメントマーク1aの端縁を検出できない場合が生じる。例えば図1(a)に示すように、基板アライメントマーク1aの左側の端縁が検出できず、基板アライメントマーク1aの中心位置が特定できずに、撮像されたアライメントマーク1aの像を基板1とマスク2とのアライメントに使用できない場合が生じる。しかし、本実施形態においては、制御装置により、マイクロレンズアレイ3をスキャン露光方向に移動させながら、カメラ6により、マイクロレンズアレイ3の各マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で基板アライメントマーク1aの像を複数回撮像する。そして、制御装置は、撮像された複数枚の像を重ね合わせて、この重ね合わされたアライメントマーク1a,2aの像をアライメントに使用する。これにより、基板アライメントマーク1aの端縁を確実に検出できる。よって、基板アライメントマーク1aの中心位置を確実に特定することができ、高精度のアライメントに使用できる。   The control device causes the camera 6 to pick up an image of the substrate alignment mark 1a formed on the mask 2 together with the mask alignment mark 2a a plurality of times (FIG. 1). That is, since the hexagonal field stop 31 is provided in the reversal imaging position between the unit microlens arrays in the microlens array 3, the image of the substrate alignment mark 1a imaged on the mask 2 is hexagonal. An image corresponding to the opening of the field stop 31 is obtained, and in some cases, the edge of the substrate alignment mark 1a cannot be detected instantaneously from the camera 6 side. For example, as shown in FIG. 1A, the left edge of the substrate alignment mark 1a cannot be detected, and the center position of the substrate alignment mark 1a cannot be specified. There are cases where it cannot be used for alignment with the mask 2. However, in the present embodiment, the substrate alignment marks are spaced at intervals that are not an integral multiple of the arrangement pitch of each microlens array of the microlens array 3 by the camera 6 while the microlens array 3 is moved in the scan exposure direction by the control device. The image of 1a is taken a plurality of times. Then, the control device superimposes the plurality of captured images and uses the superimposed images of the alignment marks 1a and 2a for alignment. Thereby, the edge of the substrate alignment mark 1a can be reliably detected. Therefore, the center position of the substrate alignment mark 1a can be reliably specified, and can be used for highly accurate alignment.

そして、カメラ6により検出される基板及びマスクの各アライメントマーク1a,2aにより、基板1とマスク2とのアライメントを行う。例えば、カメラ6により検出される基板アライメントマーク1aの位置が枠状のマスクアライメントマーク2aの中心からずれている場合には、第2の制御装置9により、基板アライメントマーク1aがマスクアライメントマーク2aの中心に位置するようにマスク2を移動させて基板1とマスク2とのアライメントを行う。本実施形態においては、基板1とマスク2との間のギャップGに起因するカメラ6側のフォーカス差が0となるため、基板1及びマスク2のアライメントマーク1a,2aを指標として、基板1とマスク2とのアライメントを高精度で行うことができる。   Then, the substrate 1 and the mask 2 are aligned by the substrate and mask alignment marks 1a and 2a detected by the camera 6. For example, when the position of the substrate alignment mark 1a detected by the camera 6 is deviated from the center of the frame-shaped mask alignment mark 2a, the second control device 9 sets the substrate alignment mark 1a to the mask alignment mark 2a. The mask 2 is moved so as to be positioned at the center, and the substrate 1 and the mask 2 are aligned. In this embodiment, since the focus difference on the camera 6 side caused by the gap G between the substrate 1 and the mask 2 is 0, the alignment marks 1a and 2a of the substrate 1 and the mask 2 are used as indices, and The alignment with the mask 2 can be performed with high accuracy.

また、マスク2上に基板アライメントマーク1aの正立等倍像を結像させるため、図3(a)に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、カメラ6により検出される基板及びマスクのアライメントマーク1a及び2aの相対位置は、図3(b)に示すように、アライメント光が基板1及びマスク2に垂直に照射される図2(b)の場合から変化せず、アライメント光の光軸の傾斜によりアライメント精度が低下することもない。   Further, since an erecting equal-magnification image of the substrate alignment mark 1a is formed on the mask 2, as shown in FIG. 3 (a), it is detected by the camera 6 even when the optical axis of the alignment light is inclined. The relative positions of the alignment marks 1a and 2a of the substrate and the mask do not change from the case of FIG. 2B where the alignment light is irradiated perpendicularly to the substrate 1 and the mask 2, as shown in FIG. The alignment accuracy is not lowered by the inclination of the optical axis of the alignment light.

以下、アライメント光の光軸が傾斜した場合における上記効果について、比較例と比較して詳細に説明する。図4は、本発明の比較例に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図5は本発明の比較例に係るアライメント装置において、アライメント光の光路を示す図である。図4及び図5に示すように、このアライメント装置は、2焦点型の同軸落射照明を使用したアライメント装置であり、例えば、長波長光を出射する第1の光源27と、短波長光を出射する第2の光源26とが設けられており、第1の光源27からの長波長光は、反射鏡29で反射した後、ビームスプリッタ28に向かい、第2の光源26からの短波長光がこのビームスプリッタ28で、第1の光源27からの長波長光と集合する。そして、これらの集合光は、レンズ30で収束された後、ビームスプリッタ24にて反射して、レンズ25を経た後、マスク2及び基板1に向かう。この集合光は、マスク2及び基板1にその面に垂直に入射し、マスク2のアライメントマーク2a及び基板1のアライメントマーク1aで反射して、入射光路と同一の光路を戻ってくる。この反射光は、ビームスプリッタ24を通過し、レンズ23,22と、フィルタ21を経て、カメラ20に入射する。よって、反射鏡29及びビームスプリッタ28が、第1及び第2の光源27,26から出射した長波長光と短波長光とを同一光路に集合させる第1の光学系を構成し、レンズ30、ビームスプリッタ24、レンズ25が、この第1の光学系からの集合光をマスク2及び基板1にそれらの面に垂直に照射する第2の光学系を構成し、レンズ25、ビームスプリッタ24、レンズ23、レンズ22が、マスク2及び基板1のアライメントマーク2a,1aで反射した反射光を第2の光学系と同一の光路を戻した後カメラ20まで導く第3の光学系を構成する。   Hereinafter, the above effect when the optical axis of the alignment light is tilted will be described in detail in comparison with the comparative example. FIG. 4 is a view showing an alignment apparatus for an exposure apparatus according to a comparative example of the present invention, and FIG. 5 is a view showing an optical path of alignment light in the alignment apparatus according to the comparative example of the present invention. As shown in FIGS. 4 and 5, this alignment apparatus is an alignment apparatus using a bifocal type coaxial epi-illumination. For example, a first light source 27 that emits long wavelength light and a short wavelength light are emitted. The long-wavelength light from the first light source 27 is reflected by the reflecting mirror 29, then travels toward the beam splitter 28, and the short-wavelength light from the second light source 26 is reflected by the second light source 26. With this beam splitter 28, it gathers with the long wavelength light from the first light source 27. These collective lights are converged by the lens 30, reflected by the beam splitter 24, pass through the lens 25, and then travel toward the mask 2 and the substrate 1. The collective light is incident on the mask 2 and the substrate 1 perpendicularly to the surface thereof, reflected by the alignment mark 2a of the mask 2 and the alignment mark 1a of the substrate 1, and returns to the same optical path as the incident optical path. The reflected light passes through the beam splitter 24, enters the camera 20 through the lenses 23 and 22 and the filter 21. Therefore, the reflecting mirror 29 and the beam splitter 28 constitute a first optical system that collects the long wavelength light and the short wavelength light emitted from the first and second light sources 27 and 26 in the same optical path, and the lens 30. The beam splitter 24 and the lens 25 constitute a second optical system that irradiates the collective light from the first optical system onto the mask 2 and the substrate 1 perpendicularly to the surfaces thereof. The lens 25, the beam splitter 24, and the lens 23, the lens 22 constitutes a third optical system that guides the reflected light reflected by the mask 2 and the alignment marks 2a, 1a of the substrate 1 to the camera 20 after returning the same optical path as the second optical system.

この比較例において、第1の光源27から例えば波長が670nmの赤色光を出射し、第2の光源26から例えば波長が405nmの青色光を出射すると、これらの光は、ビームスプリッタ28で集合した後、カメラ20まで同一光路を進行する。即ち、集合光は、図4に示すように、ビームスプリッタ24からマスク2及び基板1に向かい、このマスク2及び基板1に対し、その面に垂直に入射する。   In this comparative example, when, for example, red light having a wavelength of 670 nm is emitted from the first light source 27 and blue light having a wavelength of, for example, 405 nm is emitted from the second light source 26, these lights are collected by the beam splitter 28. Then, the same optical path travels to the camera 20. That is, as shown in FIG. 4, the collective light travels from the beam splitter 24 toward the mask 2 and the substrate 1 and enters the mask 2 and the substrate 1 perpendicularly to the surface thereof.

その後、マスク2のアライメントマーク及び基板1のアライメントマークで反射した集合光の反射光は、入射光と同一光路をとおり、ビームスプリッタ24を直進して、フィルタ21を透過し、カメラ20のセンサに入射する。このとき、集合光は同一レンズ25,23,22からなる光学系を通過するので、このような同一レンズの場合、青色光(波長405nm)は焦点距離が短く、赤色光(波長670nm)は焦点距離が長い。よって、レンズ25、23,22の光学定数等を適切に設定すれば、カメラ20のセンサに入射する光のうち、マスク2のアライメントマークで反射した光は、青色光の成分がカメラ20のセンサで合焦点となり、カメラ20からより遠い基板1のアライメントマークで反射した光は、赤色光の成分がカメラ20のセンサで合焦点となるようにすることができる。このように構成された比較例のアライメント装置において、基板1とマスク2との間のギャップGは5乃至15mm程度であるが、カメラ20に対する入射光のうち、赤色光と青色光とが異なる光路長を経てセンサに合焦点となるので、ギャップGの例えば5mmを吸収して、基板1及びマスク2の双方のアライメントマーク1a、2aをカメラ20のセンサ上でフォーカスすることができ、基板1上のアライメントパターンと、マスク2上のアライメントパターンとの双方をセンサにフォーカスさせて、同時に観察することができる。   After that, the reflected light of the collective light reflected by the alignment mark of the mask 2 and the alignment mark of the substrate 1 passes through the same optical path as the incident light, travels straight through the beam splitter 24, passes through the filter 21, and reaches the sensor of the camera 20. Incident. At this time, the collective light passes through the optical system composed of the same lenses 25, 23, and 22. Therefore, in the case of such the same lens, the blue light (wavelength 405 nm) has a short focal length, and the red light (wavelength 670 nm) is the focal point. The distance is long. Therefore, if the optical constants and the like of the lenses 25, 23, and 22 are appropriately set, the blue light component of the light incident on the sensor of the camera 20 and reflected by the alignment mark of the mask 2 is the sensor of the camera 20. The light reflected by the alignment mark on the substrate 1 farther from the camera 20 can be focused at the sensor of the camera 20. In the alignment apparatus of the comparative example configured as described above, the gap G between the substrate 1 and the mask 2 is about 5 to 15 mm, but the red light and the blue light of the incident light to the camera 20 are different. Since the focal point is focused on the sensor through the length, for example, 5 mm of the gap G is absorbed, and the alignment marks 1a and 2a of both the substrate 1 and the mask 2 can be focused on the sensor of the camera 20, and Both the alignment pattern and the alignment pattern on the mask 2 can be simultaneously observed by focusing the sensor.

このように構成された比較例のアライメント装置においては、図6(a)に示すように、アライメント光が基板1及びマスク2に垂直に照射される場合には、図6(b)に示すように、所定のアライメント精度が得られる。しかし、図6(c)に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においては、反射光の光路が変化し、基板1とマスク2との間のギャップGにより、基板1とマスク2とが所定の位置関係にある場合においても、図6(d)に示すように、カメラ6側で検出するアライメントマーク1a,2aの位置がずれてしまう。そうすると、実際上、アライメントマーク2aとアライメントマーク1aとはその位置が一致しており、マスク2と基板1とはアライメントがとれているにも拘わらず、カメラ6においては、アライメントがとれていないと誤観察されてしまう。換言すれば、基板1とマスク2とでアライメントがとれていないにも拘わらず、カメラ6にて、アライメントマーク1aがアライメントマーク2aの中心にあるように観察されてしまうことが生じ、基板1とマスク2とがアライメントがとれていると誤観察されてしまう。   In the alignment apparatus of the comparative example configured as described above, as shown in FIG. 6A, when the alignment light is irradiated perpendicularly to the substrate 1 and the mask 2, as shown in FIG. In addition, a predetermined alignment accuracy is obtained. However, as shown in FIG. 6C, when the optical axis of the alignment light is inclined, the optical path of the reflected light changes, and the substrate 1 and the mask 2 are caused by the gap G between the substrate 1 and the mask 2. Even in a predetermined positional relationship, as shown in FIG. 6D, the positions of the alignment marks 1a and 2a detected on the camera 6 side are shifted. Then, in practice, the alignment mark 2a and the alignment mark 1a are coincident in position, and the camera 6 is not aligned even though the mask 2 and the substrate 1 are aligned. It will be mistakenly observed. In other words, although the substrate 1 and the mask 2 are not aligned, the camera 6 may cause the alignment mark 1a to be observed as being in the center of the alignment mark 2a. If the mask 2 is aligned, it will be mistakenly observed.

これに対して、本実施形態においては、マイクロレンズアレイ3により、基板アライメントマーク1aの正立等倍像を、マスク2上に結像させるため、図3(a)に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、図3(b)に示すように、カメラ6により検出される基板及びマスクのアライメントマーク1a及び2aの相対位置は変化せず、極めて高いアライメント精度を得ることができる。   On the other hand, in the present embodiment, an erecting equal-magnification image of the substrate alignment mark 1a is formed on the mask 2 by the microlens array 3, and therefore, as shown in FIG. 3 (b), the relative positions of the substrate and mask alignment marks 1a and 2a detected by the camera 6 do not change, and extremely high alignment accuracy can be obtained. Can do.

また、上記比較例においては、波長が異なる2個のアライメント光源を設ける必要があり、構造及びアライメント方法が若干複雑であるが、本実施形態に係るアライメント装置においては、アライメント時には、露光用のマイクロレンズアレイ3を基板アライメントマーク1aとマスクアライメントマーク2aとの間に移動させるだけで、基板1とマスク2との間のギャップGに起因するカメラ6側のフォーカス差を0にして高いアライメント精度が得られ、アライメント光源も1個だけでよい。   In the comparative example, it is necessary to provide two alignment light sources having different wavelengths, and the structure and the alignment method are slightly complicated. However, in the alignment apparatus according to the present embodiment, an exposure micro light is used during alignment. By simply moving the lens array 3 between the substrate alignment mark 1a and the mask alignment mark 2a, the focus difference on the camera 6 side caused by the gap G between the substrate 1 and the mask 2 is reduced to 0, and high alignment accuracy is achieved. As a result, only one alignment light source is required.

基板1とマスク2とのアライメント後には、マイクロレンズアレイ3は、図2における左方向に移動されて、マスク2に設けられたパターン領域の下方に移動され、その後、露光光が出射されて、マイクロレンズアレイ3によるスキャン露光が開始される。本実施形態においては、上記のように、高いアライメント精度が得られるため、スキャン露光における露光精度を極めて高く維持することができる。   After the alignment between the substrate 1 and the mask 2, the microlens array 3 is moved leftward in FIG. 2 and moved below the pattern area provided in the mask 2, and then exposure light is emitted, Scan exposure by the microlens array 3 is started. In the present embodiment, as described above, since high alignment accuracy is obtained, the exposure accuracy in scan exposure can be kept extremely high.

なお、本実施形態における基板及びマスクのアライメントマーク1a,2aの形状は、一例であり、各アライメントマーク1a,2aをカメラ6で検出して、基板1とマスク2とのアライメントを行うことができる限り、本発明は、アライメントマーク1a,2aの形状により限定されるものではない。   In addition, the shape of the alignment marks 1a and 2a of the substrate and mask in this embodiment is an example, and the alignment between the substrate 1 and the mask 2 can be performed by detecting each alignment mark 1a and 2a with the camera 6. As long as the present invention is not limited by the shape of the alignment marks 1a and 2a.

また、本実施形態においては、アライメント光源5は、カメラ6と共に顕微鏡に内蔵されており、カメラ6が検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射するように構成されている場合について説明したが、本発明においては、基板1及びマスク2の一方の正立等倍像を他方に結像させ、これをカメラ6により検出するため、アライメント光源5が出射する光の光軸は、カメラにて検出される反射光の光軸とが同軸でなくてもよい。   In the present embodiment, the alignment light source 5 is built in the microscope together with the camera 6, and the case where the alignment light is configured to be emitted coaxially with the optical axis of the light detected by the camera 6 will be described. However, in the present invention, an erecting equal-magnification image of one of the substrate 1 and the mask 2 is formed on the other, and this is detected by the camera 6, so that the optical axis of the light emitted from the alignment light source 5 is the camera The optical axis of the reflected light detected at 1 may not be coaxial.

次に、本発明の第2実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図7(a)乃至図7(d)は、本発明の第2実施形態に係るアライメント装置において、多角視野絞りを介して検出される基板アライメントマークの像、及びカメラにより連続的に動画として撮像された基板アライメントマークの像を示す図である。本実施形態が第1実施形態と異なるのは、アライメント時に、カメラ6は、マスク2上に結像した基板アライメントマーク1aの正立等倍像を連続的に撮像する点にある。なお、図7においては、一例として、スキャン露光方向に並ぶマイクロレンズアレイ3の各マイクロレンズ列を、スキャン露光方向における配列ピッチずつ移動させた状態を示している。   Next, an alignment apparatus for an exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. FIGS. 7 (a) to 7 (d) are images of the substrate alignment mark detected through the polygonal field stop and continuously captured as a moving image by the camera in the alignment apparatus according to the second embodiment of the present invention. It is a figure which shows the image of the done substrate alignment mark. The present embodiment is different from the first embodiment in that the camera 6 continuously captures an erecting equal-magnification image of the substrate alignment mark 1a formed on the mask 2 during alignment. FIG. 7 shows, as an example, a state in which the microlens rows of the microlens array 3 arranged in the scan exposure direction are moved by the arrangement pitch in the scan exposure direction.

本実施形態においては、アライメント時には、制御装置は、マイクロレンズアレイ3を移動させながら、カメラ6により、マスク2上に結像した基板アライメントマーク1aの正立等倍像を所定時間連続的に撮像することにより、図7(b)乃至図7(d)に示すように、6角視野絞り31の開口に対応してマスク2上に結像された基板アライメントマーク1aの像は、スキャンにより、その像が帯状に延びていくように検出される。そして、例えば図7に示すように、マイクロレンズアレイ3が、スキャン露光方向にマイクロレンズ列が3列配置されて1マイクロレンズ群を構成しているものである場合においては、カメラ6による撮像時間を、マイクロレンズアレイ3がマイクロレンズ列の配列ピッチの3ピッチだけ移動される時間以上とすることにより、図7(d)に示すように、基板アライメントマーク1aの全体をカメラ6側で検出することができる。よって、本実施形態においては、基板アライメントマーク1aの中心位置を第1実施形態よりも高精度で検出できる。   In the present embodiment, at the time of alignment, the control device continuously captures erecting equal-magnification images of the substrate alignment marks 1a formed on the mask 2 by the camera 6 while moving the microlens array 3. Thus, as shown in FIGS. 7B to 7D, the image of the substrate alignment mark 1a formed on the mask 2 corresponding to the opening of the hexagonal field stop 31 is obtained by scanning. The image is detected so as to extend in a strip shape. For example, as shown in FIG. 7, when the microlens array 3 is one in which three microlens rows are arranged in the scan exposure direction to form one microlens group, the imaging time by the camera 6 is set. Is set to be equal to or longer than the time during which the microlens array 3 is moved by 3 pitches of the arrangement pitch of the microlens rows, so that the entire substrate alignment mark 1a is detected on the camera 6 side as shown in FIG. be able to. Therefore, in the present embodiment, the center position of the substrate alignment mark 1a can be detected with higher accuracy than in the first embodiment.

次に、本発明の第3実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図8(a)は本発明の第3実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図8(b)は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。第1実施形態及び第2実施形態においては、露光用のマイクロレンズアレイ3を露光時とアライメント時とで移動させて、1枚のマイクロレンズアレイを露光用とアライメント用とで共用した場合を説明したが、図8に示すように、本実施形態においては、マイクロレンズアレイ3は、露光光が照射される露光位置と、アライメント光が照射されるアライメント位置とを包含する大きさで設けられている。その他の構成については、第1実施形態と同様である。   Next, an alignment apparatus for an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 8A is a view showing an alignment apparatus for an exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a view showing a relative positional relationship of detected alignment marks. In the first embodiment and the second embodiment, the case where the microlens array 3 for exposure is moved during exposure and during alignment and a single microlens array is shared for exposure and alignment is described. However, as shown in FIG. 8, in the present embodiment, the microlens array 3 is provided with a size that includes an exposure position irradiated with the exposure light and an alignment position irradiated with the alignment light. Yes. About another structure, it is the same as that of 1st Embodiment.

本実施形態のように、1枚の共有マイクロレンズアレイ3を、露光位置とアライメント位置とを包含する大きさのマイクロレンズアレイで構成することにより、露光時とアライメント時とで、マイクロレンズアレイ3を移動させる必要がなくなる。また、露光時及びアライメント時に夫々マイクロレンズアレイ3を移動させる構成、例えば駆動装置を共用することもできる。その他の効果は、第1実施形態と同様である。   As in the present embodiment, one shared microlens array 3 is composed of a microlens array having a size including an exposure position and an alignment position, so that the microlens array 3 can be used during exposure and during alignment. There is no need to move the. Further, it is possible to share a configuration in which the microlens array 3 is moved during exposure and alignment, for example, a driving device. Other effects are the same as those of the first embodiment.

なお、第2実施形態と同様に、アライメント時に、マイクロレンズアレイ3を移動させながら、カメラ6により、マスク2上に結像した基板アライメントマーク1aの像を、マスクアライメントマーク2aの像と共に連続的に撮像するように構成することにより、第2実施形態と同様の効果が得られる。   As in the second embodiment, the image of the substrate alignment mark 1a formed on the mask 2 by the camera 6 is continuously moved together with the image of the mask alignment mark 2a while moving the microlens array 3 during alignment. By configuring so as to capture the image, the same effect as the second embodiment can be obtained.

次に、本発明の第4実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図9(a)は本発明の第3実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図9(b)は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図、図10(a),(b)は図9に示す露光装置において、アライメント光の光路が傾斜した場合を示す図である。図9に示すように、本実施形態においては、マイクロレンズアレイは、露光用の(第1の)マイクロレンズアレイ3とアライメント用の(第2の)マイクロレンズアレイ7とが2枚設けられている。そして、第2のマイクロレンズアレイ7は、光学特性が(第1の)マイクロレンズアレイ3と同一である。その他の構成は、第1実施形態と同様である。   Next, an alignment apparatus for an exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9A is a view showing an alignment apparatus for an exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention, FIG. 9B is a view showing the relative positional relationship of detected alignment marks, and FIG. , (B) is a view showing a case where the optical path of the alignment light is inclined in the exposure apparatus shown in FIG. As shown in FIG. 9, in this embodiment, the microlens array includes two (first) microlens arrays 3 for exposure and two (second) microlens arrays 7 for alignment. Yes. The second microlens array 7 has the same optical characteristics as the (first) microlens array 3. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

本実施形態においても、基板アライメントマーク1aの正立等倍像を、マスク2上に結像させることができ、基板1とマスク2との間の5乃至15mmのギャップGに起因するカメラ6側のフォーカス差を0とすることができ、第1実施形態と同様に、基板1とマスク2とのアライメントを高精度で行うことができる。また、図10に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、アライメントマーク同士の相対位置は変化せず、極めて高いアライメント精度を得ることができる。また、マイクロレンズアレイは、露光用のマイクロレンズアレイ3とアライメント用のマイクロレンズアレイ7とが別体で構成されていることにより、第3実施形態と同様に、露光時とアライメント時とで、マイクロレンズアレイ3を移動させる必要がなくなる。   Also in this embodiment, an erecting equal-magnification image of the substrate alignment mark 1a can be formed on the mask 2, and the camera 6 side caused by the gap G of 5 to 15 mm between the substrate 1 and the mask 2 As in the first embodiment, alignment between the substrate 1 and the mask 2 can be performed with high accuracy. Further, as shown in FIG. 10, even when the optical axis of the alignment light is inclined, the relative position between the alignment marks does not change, and extremely high alignment accuracy can be obtained. Further, in the microlens array, the microlens array 3 for exposure and the microlens array 7 for alignment are configured separately, so that, similarly to the third embodiment, at the time of exposure and at the time of alignment, There is no need to move the microlens array 3.

そして、本実施形態においても、アライメント時に、制御装置が、マイクロレンズアレイ7を移動させながら、カメラ6により、マスク2上に結像した基板アライメントマーク1aの像を、マスクアライメントマーク2aと共に、マイクロレンズアレイ3の各マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で複数回撮像し、撮像されたアライメントマークの像を重ね合わせてアライメントに使用することにより、第1実施形態と同様の効果が得られる。また、マイクロレンズアレイ7を移動させながら、カメラ6によりマスク2上に結像した基板アライメントマーク1aの像を、マスクアライメントマーク2aの像と共に連続的に撮像するように構成することにより、第2実施形態と同様の効果が得られる。   Also in the present embodiment, during alignment, the control device moves the micro lens array 7 while the micro lens array 7 is moved, and the image of the substrate alignment mark 1a formed on the mask 2 by the camera 6 together with the mask alignment mark 2a. The same effect as that of the first embodiment can be obtained by imaging a plurality of times at intervals that are not an integral multiple of the arrangement pitch of each microlens array of the lens array 3 and using the captured alignment mark images for alignment. It is done. Further, by moving the microlens array 7, the image of the substrate alignment mark 1 a formed on the mask 2 by the camera 6 is continuously taken together with the image of the mask alignment mark 2 a, so that the second The same effect as the embodiment can be obtained.

本実施形態においては、露光用のマイクロレンズアレイ3とアライメント用のマイクロレンズアレイ7とが設けられていることにより、露光時のマイクロレンズアレイ3のスキャン露光方向とアライメント時のマイクロレンズアレイ7の移動方向とを異なる方向にすることができる。即ち、第2の駆動装置によるマイクロレンズアレイ7の移動方向が、マイクロレンズ列を構成するマイクロレンズの配列方向に直交する方向であれば、本発明の効果が得られる。   In the present embodiment, the microlens array 3 for exposure and the microlens array 7 for alignment are provided, so that the scan exposure direction of the microlens array 3 during exposure and the microlens array 7 during alignment are aligned. The moving direction can be different. That is, the effect of the present invention can be obtained if the movement direction of the microlens array 7 by the second driving device is a direction orthogonal to the arrangement direction of the microlenses constituting the microlens array.

次に、本発明の第5実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図11(a)は本発明の第4実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図11(b)は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。図11に示すように、本実施形態においては、アライメント光源5及びカメラ6は、基板1の下方に配置されており、基板の下方からアライメント用の光を照射する。また、基板アライメントマーク1bが枠状をなし、マスクアライメントマーク2bは矩形状をなしている。本実施形態においては、露光対象の基板1は、例えばPI(ポリイミド)及びITO(スズドープ酸化インジウム)等の光透過性の材料からなり、アライメント用の光は、基板1を透過して、マスク2に照射される。即ち、本実施形態においては、基板1が光透過性の材料からなる場合において、アライメント光の照射方向並びに基板1及びマスク2の各アライメントマーク1b,2bの形状が第1実施形態と異なり、その他の構成は、第1実施形態と同様である。   Next, an alignment apparatus for an exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 11A is a view showing an alignment apparatus for an exposure apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a view showing a relative positional relationship of detected alignment marks. As shown in FIG. 11, in this embodiment, the alignment light source 5 and the camera 6 are disposed below the substrate 1 and irradiate alignment light from below the substrate. The substrate alignment mark 1b has a frame shape, and the mask alignment mark 2b has a rectangular shape. In the present embodiment, the substrate 1 to be exposed is made of a light-transmitting material such as PI (polyimide) and ITO (tin-doped indium oxide), for example, and alignment light is transmitted through the substrate 1 and mask 2 Is irradiated. That is, in the present embodiment, when the substrate 1 is made of a light transmissive material, the irradiation direction of the alignment light and the shapes of the alignment marks 1b and 2b of the substrate 1 and the mask 2 are different from those of the first embodiment. The configuration of is the same as that of the first embodiment.

本実施形態においても、露光用のマイクロレンズアレイ3は、基板1とマスク2との相対的位置合わせの際には、マスクアライメントマーク2bと基板アライメントマーク1bとの間に移動され、1枚のマイクロレンズアレイ3を露光時とアライメント時で移動させて使用される。そして、アライメントの際には、マイクロレンズアレイ3により、マスクアライメントマーク2bにより反射された反射光は、マイクロレンズアレイ3を透過し、基板1上にマスクアライメントマーク2bの正立等倍像が結像される。このとき、マイクロレンズアレイ3の単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に設けられた6角視野絞り31により、基板1上に結像されるマスクアライメントマーク2bの像は、6角視野絞り31の開口に対応した像となる。よって、瞬間的には、カメラ6側からマスクアライメントマーク2bの端縁を検出できず、マスクアライメントマーク2bの中心位置が特定できずに、撮像されたアライメントマーク2bの像を基板1とマスク2とのアライメントに使用できない場合が生じる。しかし、マイクロレンズアレイ3は、複数個のマイクロレンズがスキャン露光方向に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が、そのスキャン露光方向に複数列配置されると共に、スキャン露光方向に隣接する2列のマイクロレンズ列の相互間は、スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、アライメント時には、制御装置によりスキャン露光方向に移動するように制御される。よって、本実施形態においても、制御装置が、カメラ6により、基板1上に結像したマスクアライメントマーク2bの像を、基板アライメントマーク1bと共に、マイクロレンズアレイ3の各マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で複数回撮像し、撮像した複数枚の像を重ね合わせて、この重ね合わされた基板アライメントマーク1及びマスクアライメントマーク2の像をアライメントに使用することにより、多角視野絞りが設けられている場合においても、マスクアライメントマーク2bの端縁を確実に特定でき、基板1とマスク2とのアライメントに使用することができる。 Also in this embodiment, the microlens array 3 for exposure is moved between the mask alignment mark 2b and the substrate alignment mark 1b when the relative alignment between the substrate 1 and the mask 2 is performed. The microlens array 3 is used by being moved during exposure and alignment. At the time of alignment, the reflected light reflected from the mask alignment mark 2b by the microlens array 3 is transmitted through the microlens array 3, and an erecting equal-magnification image of the mask alignment mark 2b is formed on the substrate 1. Imaged. At this time, the image of the mask alignment mark 2b formed on the substrate 1 by the hexagonal field stop 31 provided at the reverse imaging position between the unit microlens arrays of the microlens array 3 It becomes an image corresponding to the opening. Therefore, instantaneously, the edge of the mask alignment mark 2b cannot be detected from the camera 6 side, the center position of the mask alignment mark 2b cannot be specified, and the image of the captured alignment mark 2b is used as the substrate 1 and the mask 2 In some cases, it cannot be used for alignment. However, in the microlens array 3, a plurality of microlenses are arranged in a direction orthogonal to the scan exposure direction to form a microlens row, and the microlens row is arranged in a plurality of rows in the scan exposure direction. The two microlens rows adjacent to each other in the scan exposure direction are arranged so as to be deviated in a direction orthogonal to the scan exposure direction, and are moved in the scan exposure direction by the control device during alignment. Be controlled. Therefore, also in this embodiment, the control device displays the image of the mask alignment mark 2b imaged on the substrate 1 by the camera 6 together with the substrate alignment mark 1b of the arrangement pitch of each microlens array of the microlens array 3. By taking a plurality of images at intervals that are not an integral multiple, superimposing a plurality of captured images, and using the superimposed image of the substrate alignment mark 1 b and the mask alignment mark 2 b for alignment, Even when the mask alignment mark 2 is provided, the edge of the mask alignment mark 2 b can be reliably identified and used for alignment between the substrate 1 and the mask 2.

また、基板1とマスク2との間には、5乃至15mmのギャップGが存在するが、このギャップGに起因するカメラ6側のフォーカス差が0となる。よって、本実施形態においても、上記第1乃至第4実施形態と同様に、基板1及びマスク2のアライメントマーク1b,2bを指標として、基板1とマスク2とのアライメントを高精度で行うことができる。例えば、カメラ6により検出されるマスクアライメントマーク2bの位置が枠状の基板アライメントマーク1bの中心からずれている場合には、第2の制御装置9により、マスクアライメントマーク2bが基板アライメントマーク1bの中心に位置するようにマスク2を移動させて基板1とマスク2とのアライメントを行う。また、基板1上にマスクアライメントマーク2の正立等倍像を結像させるため、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、カメラ6により検出される基板及びマスクのアライメントマーク1b及び2bの相対位置は、アライメント光が基板1及びマスク2に垂直に照射される場合から変化せず、極めて高いアライメント精度を得ることができる。 Further, a gap G of 5 to 15 mm exists between the substrate 1 and the mask 2, and the focus difference on the camera 6 side caused by this gap G becomes zero. Therefore, also in the present embodiment, as in the first to fourth embodiments, the alignment between the substrate 1 and the mask 2 can be performed with high accuracy using the alignment marks 1b and 2b of the substrate 1 and the mask 2 as indices. it can. For example, when the position of the mask alignment mark 2b detected by the camera 6 is deviated from the center of the frame-shaped substrate alignment mark 1b, the second control device 9 sets the mask alignment mark 2b to the position of the substrate alignment mark 1b. The mask 2 is moved so as to be positioned at the center, and the substrate 1 and the mask 2 are aligned. Further, for forming an erect image of the mask alignment marks 2 b on the substrate 1, even when the optical axis of the alignment light is inclined, the substrate and the mask to be detected by the camera 6 the alignment marks 1b and 2b The relative position does not change from the case where the alignment light is irradiated perpendicularly to the substrate 1 and the mask 2, and extremely high alignment accuracy can be obtained.

なお、本実施形態においても、アライメント時に、制御装置が、マイクロレンズアレイ3を移動させながら、カメラ6によりマスク2上に結像した基板アライメントマーク1の像を、マスクアライメントマーク2の像と共に連続的に撮像するように構成することにより、第2実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, at the time of alignment, the control device, while moving the microlens array 3, the substrate alignment marks 1 b image of imaged on the mask 2 by the camera 6, the mask alignment marks 2 b image of In addition, the same effect as that of the second embodiment can be obtained by configuring so as to continuously capture images.

また、マイクロレンズアレイ3を、露光光が照射される露光位置と、アライメント光が照射されるアライメント位置とを包含する大きさで設けることにより、第3実施形態と同様に、露光時とアライメント時とで、マイクロレンズアレイ3を移動させる必要がなくなる。   In addition, by providing the microlens array 3 with a size that includes the exposure position irradiated with the exposure light and the alignment position irradiated with the alignment light, as in the third embodiment, during exposure and during alignment. Thus, there is no need to move the microlens array 3.

次に、本発明の第6実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。12(a)は本発明の第6実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図12(b)は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。図12に示すように、本実施形態においては、第4実施形態と同様に、マイクロレンズアレイは、露光用のマイクロレンズアレイ3とアライメント用のマイクロレンズアレイ7とが2枚設けられている。そして、アライメント用のマイクロレンズアレイ7は、光学特性が露光用のマイクロレンズアレイ3と同一である。これにより、本実施形態においては、第4実施形態と同様の効果が得られる。   Next, an alignment apparatus for an exposure apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described. 12A is a view showing an alignment apparatus for an exposure apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 12B is a view showing a relative positional relationship of detected alignment marks. As shown in FIG. 12, in the present embodiment, as in the fourth embodiment, the microlens array is provided with two microlens arrays 3 for exposure and two microlens arrays 7 for alignment. The alignment microlens array 7 has the same optical characteristics as the exposure microlens array 3. Thereby, in this embodiment, the effect similar to 4th Embodiment is acquired.

なお、本実施形態においても、第4実施形態と同様に、露光時のマイクロレンズアレイ3のスキャン露光方向とアライメント時のマイクロレンズアレイ7の移動方向(第1方向)とを異なる方向にすることができる。即ち、制御装置によるマイクロレンズアレイ7の移動方向が、マイクロレンズ列を構成するマイクロレンズの配列方向に直交する方向であれば、本発明の効果が得られる。   Also in this embodiment, as in the fourth embodiment, the scanning exposure direction of the microlens array 3 during exposure and the moving direction (first direction) of the microlens array 7 during alignment are different. Can do. That is, the effect of the present invention can be obtained if the movement direction of the microlens array 7 by the control device is a direction orthogonal to the arrangement direction of the microlenses constituting the microlens array.

1:基板、2:マスク、3:(第1の)マイクロレンズアレイ、4:マイクロレンズ、5:アライメント光源、6,20:カメラ、7:第2のマイクロレンズアレイ、1a、1b:基板アライメントマーク、2a,2b:マスクアライメントマーク、21:フィルタ、22,23,25,30:レンズ、24,28:ビームスプリッタ、29:反射鏡、9:第2の制御装置 1: substrate, 2: mask, 3: (first) micro lens array, 4: micro lens, 5: alignment light source, 6, 20: camera, 7: second micro lens array, 1a, 1b: substrate alignment Mark, 2a, 2b: mask alignment mark, 21: filter, 22, 23, 25, 30: lens, 24, 28: beam splitter, 29: reflector, 9: second control device

Claims (5)

スキャン露光によりマスクのパターンを基板に転写するマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置に設けられ、前記マスクと前記基板とを相対的位置合わせする露光装置用のアライメント装置において、
前記基板に設けられた基板アライメントマークと前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに、アライメント用の光を照射するアライメント光源と、
前記基板と前記マスクとの間に介在して、前記基板アライメントマーク又は前記マスクアライメントマークを夫々前記マスク又は前記基板に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークを、一方は反射光の像及び他方は正立等倍像として撮像するカメラと、
このカメラにより撮像された前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとに基づいて、前記マスク及び/又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが2次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、
この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、
前記単位マイクロレンズアレイ間の開口数を制限する開口絞りと、を有し、
前記複数個のマイクロレンズがスキャン露光方向に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が前記スキャン露光方向に複数列配置されると共に、前記スキャン露光方向に隣接する2列のマイクロレンズ列の相互間は前記スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、
前記制御装置は、前記マイクロレンズアレイを前記基板及び前記マスクに対して相対的に前記スキャン露光方向に移動させると共に、前記マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で前記カメラにより前記基板アライメントマークの像及び前記マスクアライメントマークの像を複数回撮像し、撮像された複数個の像を重ね合わせて、この重ね合わされた基板アライメントマークの像及びマスクアライメントマークの像をアライメントに使用することを特徴とする露光装置用のアライメント装置。
In an alignment apparatus for an exposure apparatus that is provided in a scan exposure apparatus using a microlens array that transfers a mask pattern to a substrate by scan exposure, and relatively aligns the mask and the substrate,
An alignment light source for irradiating alignment light to a substrate alignment mark provided on the substrate and a mask alignment mark provided on the mask;
A microlens array interposed between the substrate and the mask to form the substrate alignment mark or the mask alignment mark on the mask or the substrate as an erect life-size image, respectively,
A camera that captures the substrate alignment mark and the mask alignment mark, one as an image of reflected light and the other as an erect life-size image;
A control device that adjusts the position of the mask and / or the substrate based on the substrate alignment mark and the mask alignment mark imaged by the camera;
Have
The microlens array is
A plurality of unit microlens arrays in which a plurality of microlenses are two-dimensionally arranged and stacked on each other;
A polygonal field stop having a polygonal aperture disposed at a reversal imaging position between the unit microlens arrays;
An aperture stop that limits the numerical aperture between the unit microlens arrays,
The plurality of microlenses are arranged in a direction orthogonal to the scan exposure direction to form a microlens array, and the microlens arrays are arranged in the scan exposure direction and adjacent to the scan exposure direction. Between the micro lens rows of the rows are arranged so as to be biased in a direction orthogonal to the scan exposure direction,
The control device moves the microlens array relative to the substrate and the mask in the scan exposure direction, and the substrate alignment mark by the camera at an interval that is not an integral multiple of the arrangement pitch of the microlens rows. The mask alignment mark image and the mask alignment mark image are captured a plurality of times, the captured plurality of images are superimposed, and the superimposed substrate alignment mark image and mask alignment mark image are used for alignment. An alignment apparatus for an exposure apparatus.
スキャン露光によりマスクのパターンを基板に転写するマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置に設けられ、前記マスクと前記基板とを相対的位置合わせする露光装置用のアライメント装置において、
前記基板に設けられた基板アライメントマークと前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに、アライメント用の光を照射するアライメント光源と、
前記基板と前記マスクとの間に介在して、前記基板アライメントマーク又は前記マスクアライメントマークを夫々前記マスク又は前記基板に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークを、一方は反射光の像及び他方は正立等倍像として撮像するカメラと、
このカメラにより撮像された前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとに基づいて、前記マスク及び/又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが2次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、
この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、
前記単位マイクロレンズアレイ間の開口数を制限する開口絞りと、を有し、
前記複数個のマイクロレンズがスキャン露光方向に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が前記スキャン露光方向に複数列配置されると共に、前記スキャン露光方向に隣接する2列のマイクロレンズ列の相互間は前記スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、
前記制御装置は、前記マイクロレンズアレイを前記基板及び前記マスクに対して相対的にスキャン露光方向に移動させると共に、前記カメラにより前記基板アライメントマークの像及び前記マスクアライメントマークの像を連続的に動画として撮像し、連続的に撮像された基板アライメントマークの像及びマスクアライメントマークの像をアライメントに使用することを特徴とする露光装置用のアライメント装置。
In an alignment apparatus for an exposure apparatus that is provided in a scan exposure apparatus using a microlens array that transfers a mask pattern to a substrate by scan exposure, and relatively aligns the mask and the substrate,
An alignment light source for irradiating alignment light to a substrate alignment mark provided on the substrate and a mask alignment mark provided on the mask;
A microlens array interposed between the substrate and the mask to form the substrate alignment mark or the mask alignment mark on the mask or the substrate as an erect life-size image, respectively,
A camera that captures the substrate alignment mark and the mask alignment mark, one as an image of reflected light and the other as an erect life-size image;
A control device that adjusts the position of the mask and / or the substrate based on the substrate alignment mark and the mask alignment mark imaged by the camera;
Have
The microlens array is
A plurality of unit microlens arrays in which a plurality of microlenses are two-dimensionally arranged and stacked on each other;
A polygonal field stop having a polygonal aperture disposed at a reversal imaging position between the unit microlens arrays;
An aperture stop that limits the numerical aperture between the unit microlens arrays,
The plurality of microlenses are arranged in a direction orthogonal to the scan exposure direction to form a microlens array, and the microlens arrays are arranged in the scan exposure direction and adjacent to the scan exposure direction. Between the micro lens rows of the rows are arranged so as to be biased in a direction orthogonal to the scan exposure direction,
The control device moves the microlens array relative to the substrate and the mask in a scanning exposure direction, and continuously moves the image of the substrate alignment mark and the image of the mask alignment mark by the camera. An alignment apparatus for an exposure apparatus, characterized in that an image of a substrate alignment mark and an image of a mask alignment mark that are continuously captured are used for alignment.
前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークの一方が、枠状をなし、他方がアライメント時に前記枠の中心に位置する矩形状をなすことを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置用のアライメント装置。 3. The exposure apparatus according to claim 1, wherein one of the substrate alignment mark and the mask alignment mark has a frame shape, and the other has a rectangular shape positioned at the center of the frame during alignment. Alignment device. 前記アライメント光源は、前記カメラが検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の露光装置用のアライメント装置。 4. The alignment apparatus for an exposure apparatus according to claim 1, wherein the alignment light source emits alignment light coaxially with an optical axis of light detected by the camera. 5. 前記マイクロレンズアレイは、露光用のマイクロレンズアレイと共用することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の露光装置用のアライメント装置。 The alignment apparatus for an exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the microlens array is shared with a microlens array for exposure.
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