JPH0982615A - マスクとワークの位置合わせ方法および装置 - Google Patents
マスクとワークの位置合わせ方法および装置Info
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- JPH0982615A JPH0982615A JP7239783A JP23978395A JPH0982615A JP H0982615 A JPH0982615 A JP H0982615A JP 7239783 A JP7239783 A JP 7239783A JP 23978395 A JP23978395 A JP 23978395A JP H0982615 A JPH0982615 A JP H0982615A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精度な位置合わせを行うことができ、逐次
露光に適用するに好適なマスクとワークの位置合わせ方
法および装置を提供すること。 【解決手段】 ワークステージ４上のワーク固定領域と
離れた位置に反射部材４ａを設ける。そして露光光照射
装置１より露光光をマスクＭに照射して、上記反射部材
４ａにマスクＭのアライメント・マークを投影し、投影
像を受像してその相対位置を記憶する。ついで、上記露
光光の照射を停止して、ワークＷが載置されたワークス
テージ４を、マスクＭのアライメント・マークがワーク
Ｗ上に投影される位置に移動させ、非露光光をワークＷ
のアライメント・マークに照射し、ワークのアライメン
ト・マークを受像して、その相対位置を検出する。そし
て、両アライメント・マークの位置が重なるようにワー
クＷおよび／またはマスクＭを移動させる。
露光に適用するに好適なマスクとワークの位置合わせ方
法および装置を提供すること。 【解決手段】 ワークステージ４上のワーク固定領域と
離れた位置に反射部材４ａを設ける。そして露光光照射
装置１より露光光をマスクＭに照射して、上記反射部材
４ａにマスクＭのアライメント・マークを投影し、投影
像を受像してその相対位置を記憶する。ついで、上記露
光光の照射を停止して、ワークＷが載置されたワークス
テージ４を、マスクＭのアライメント・マークがワーク
Ｗ上に投影される位置に移動させ、非露光光をワークＷ
のアライメント・マークに照射し、ワークのアライメン
ト・マークを受像して、その相対位置を検出する。そし
て、両アライメント・マークの位置が重なるようにワー
クＷおよび／またはマスクＭを移動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置やプリ
ント基板、ＬＣＤ（液晶画面）の生産等に使用される露
光装置におけるマスクとワークの位置合わせ方法および
装置に関する。
ント基板、ＬＣＤ（液晶画面）の生産等に使用される露
光装置におけるマスクとワークの位置合わせ方法および
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子や液晶画面、インクジェット
方式のプリンタヘッド、一枚の基板の上に多種多数の電
気素子を製作して１つのモジュールにするマルチチップ
モジュール等、ミクロンサイズの加工が必要である様々
な電気部品の製作工程に露光工程が用いられている。
方式のプリンタヘッド、一枚の基板の上に多種多数の電
気素子を製作して１つのモジュールにするマルチチップ
モジュール等、ミクロンサイズの加工が必要である様々
な電気部品の製作工程に露光工程が用いられている。
【０００３】この露光工程において、ワークとマスクの
パターンを転写する場合、前に形成したパターンに対し
て次に転写するパターンを正確に位置合わせすることが
重要である。上記位置合わせは、通常、マスクおよびワ
ークのアライメント・マークを重ね合わせるようにして
行っている。
パターンを転写する場合、前に形成したパターンに対し
て次に転写するパターンを正確に位置合わせすることが
重要である。上記位置合わせは、通常、マスクおよびワ
ークのアライメント・マークを重ね合わせるようにして
行っている。
【０００４】マスクのパターンを転写する自動化された
装置としては、露光光、例えば、ｉ線、ｈ線、ｇ線（ｉ
線：波長３６５ｎｍ、ｈ線：波長４０５ｎｍ、ｇ線：波
長４３６ｎｍ）を用いて位置合わせを行うものと、非露
光光、例えば、ｅ線、ｄ線、ｃ線（ｅ線：波長５４６ｎ
ｍ、ｄ線：波長５８８ｎｍ、ｃ線：波長６５６ｎｍ）を
用いて位置合わせを行う投影方式の露光装置が知られて
いる。
装置としては、露光光、例えば、ｉ線、ｈ線、ｇ線（ｉ
線：波長３６５ｎｍ、ｈ線：波長４０５ｎｍ、ｇ線：波
長４３６ｎｍ）を用いて位置合わせを行うものと、非露
光光、例えば、ｅ線、ｄ線、ｃ線（ｅ線：波長５４６ｎ
ｍ、ｄ線：波長５８８ｎｍ、ｃ線：波長６５６ｎｍ）を
用いて位置合わせを行う投影方式の露光装置が知られて
いる。
【０００５】前者の場合、位置合わせの時にフォトレジ
ストが感光されてしまうため、位置合わせに使われる領
域に回路パターンを形成することができない。そのた
め、半導体素子のように１枚のワークから複数個のチッ
プを取る場合、その取れる個数が位置合わせに使われる
領域分だけ減少することになり、生産効率が悪くなると
いう欠点がある。
ストが感光されてしまうため、位置合わせに使われる領
域に回路パターンを形成することができない。そのた
め、半導体素子のように１枚のワークから複数個のチッ
プを取る場合、その取れる個数が位置合わせに使われる
領域分だけ減少することになり、生産効率が悪くなると
いう欠点がある。
【０００６】一方、後者の場合、位置合わせの時にフォ
トレジストが感光されないため、回路パターンの領域が
位置合わせ領域によって制限されないという利点があ
る。ところが、露光光と非露光光では、光の波長が異な
っているので、マスクのパターンは同じところに投影さ
れないという問題がある。図１１は上記したｅ線を用い
て位置合わせを行う従来の露光装置の構成を示す図であ
り、同図において、１は露光光（非露光光）照射装置で
あり、１ａはランプ、１ｂは集光鏡、１ｃはシャッタ、
１ｄは光学フィルタ、１ｅはコンデンサレンズである。
トレジストが感光されないため、回路パターンの領域が
位置合わせ領域によって制限されないという利点があ
る。ところが、露光光と非露光光では、光の波長が異な
っているので、マスクのパターンは同じところに投影さ
れないという問題がある。図１１は上記したｅ線を用い
て位置合わせを行う従来の露光装置の構成を示す図であ
り、同図において、１は露光光（非露光光）照射装置で
あり、１ａはランプ、１ｂは集光鏡、１ｃはシャッタ、
１ｄは光学フィルタ、１ｅはコンデンサレンズである。
【０００７】２はマスクステージであり、マスクステー
ジ２には真空チャック等によりマスクＭが固定され、マ
スクステージ２は図示しない駆動装置によりＸ，Ｙ，
Ｚ，θ（Ｘ，Ｙ軸：マスク面に平行な平面上の直交軸、
Ｚ軸：同図の上下方向の軸、θ：Ｚ軸を中心とした回転
軸）方向に駆動される。また、マスクＭにはマスクパタ
ーンと位置合わせ用のマスク・アライメント・マークＭ
ＡＭ（以下、マスクマークという）が印されている。
ジ２には真空チャック等によりマスクＭが固定され、マ
スクステージ２は図示しない駆動装置によりＸ，Ｙ，
Ｚ，θ（Ｘ，Ｙ軸：マスク面に平行な平面上の直交軸、
Ｚ軸：同図の上下方向の軸、θ：Ｚ軸を中心とした回転
軸）方向に駆動される。また、マスクＭにはマスクパタ
ーンと位置合わせ用のマスク・アライメント・マークＭ
ＡＭ（以下、マスクマークという）が印されている。
【０００８】３は投影レンズ、Ｗはワークであり、ワー
クＷには位置合わせ用のワーク・アライメント・マーク
ＷＡＭ（以下ワークマークという）が印されている。５
はアライメント・ユニットであり、アライメント・ユニ
ット５はレンズ５ａ、対物レンズ５ｂ、ハーフミラー５
ｃ、ＣＣＤカメラを具備する画像センサ５ｄから構成さ
れており、ワークマークＷＡＭと、ワークＷ上に投影さ
れるマスクマークＭＡＭをハーフミラー５ｃ→対物レン
ズ５ｂ→レンズ５ａを介して画像センサ５ｄで受像し、
両者の位置を観察する。
クＷには位置合わせ用のワーク・アライメント・マーク
ＷＡＭ（以下ワークマークという）が印されている。５
はアライメント・ユニットであり、アライメント・ユニ
ット５はレンズ５ａ、対物レンズ５ｂ、ハーフミラー５
ｃ、ＣＣＤカメラを具備する画像センサ５ｄから構成さ
れており、ワークマークＷＡＭと、ワークＷ上に投影さ
れるマスクマークＭＡＭをハーフミラー５ｃ→対物レン
ズ５ｂ→レンズ５ａを介して画像センサ５ｄで受像し、
両者の位置を観察する。
【０００９】なお、同図ではアライメント・ユニット５
が一つしか図示されていないが、マスクマークＭＡＭと
ワークマークＷＡＭはマスクＭとワークＷ上にそれぞれ
複数（少なくとも２箇所）設けられており、アライメン
ト・ユニット５はアライメント・マークにそれぞれ対応
して設けられるので複数（少なくとも２箇所）設けられ
る。
が一つしか図示されていないが、マスクマークＭＡＭと
ワークマークＷＡＭはマスクＭとワークＷ上にそれぞれ
複数（少なくとも２箇所）設けられており、アライメン
ト・ユニット５はアライメント・マークにそれぞれ対応
して設けられるので複数（少なくとも２箇所）設けられ
る。
【００１０】また、アライメント・ユニット５は、通
常、同図に示した矢印方向に退避可能に構成されてお
り、露光時、アライメント・ユニット５が露光範囲内に
入る場合にはアライメント・ユニット５を退避させる。
さらに、アライメント・ユニット５は同図のＢの位置以
外に同図のＡもしくはＣの位置に設けることもできる。
同図において、ワークＷ上に露光処理を行う際には、ま
ず、露光光（非露光光）照射装置１から光学フィルタ１
ｄを介して非露光光であるｅ線を照射し、アライメント
・ユニット５により、ワークマークＷＡＭとワークＷ上
に投影されるマスクマークＭＡＭとを受像する（このよ
うに投影レンズを通してワーク上に投影されるマスクマ
ークＭＡＭを検出する方式をＴＴＬ：Through The Lens
方式という）。
常、同図に示した矢印方向に退避可能に構成されてお
り、露光時、アライメント・ユニット５が露光範囲内に
入る場合にはアライメント・ユニット５を退避させる。
さらに、アライメント・ユニット５は同図のＢの位置以
外に同図のＡもしくはＣの位置に設けることもできる。
同図において、ワークＷ上に露光処理を行う際には、ま
ず、露光光（非露光光）照射装置１から光学フィルタ１
ｄを介して非露光光であるｅ線を照射し、アライメント
・ユニット５により、ワークマークＷＡＭとワークＷ上
に投影されるマスクマークＭＡＭとを受像する（このよ
うに投影レンズを通してワーク上に投影されるマスクマ
ークＭＡＭを検出する方式をＴＴＬ：Through The Lens
方式という）。
【００１１】そして、オート・アライメントの場合に
は、図示しない制御装置がマスクマークＭＡＭとワーク
マークＷＡＭの特徴からそれぞれのマークを認識し、両
者の位置が一致するようにマスクステージ２または／お
よびワークステージ４を移動させる。また、手動アライ
メントの場合には、受像されたマスクマークＭＡＭとワ
ークマークＷＡＭを図示しないモニタ上に表示して、作
業者がモニタに見ながら両者が一致するように、マスク
ステージ２または／およびワークステージ４を移動させ
る。
は、図示しない制御装置がマスクマークＭＡＭとワーク
マークＷＡＭの特徴からそれぞれのマークを認識し、両
者の位置が一致するようにマスクステージ２または／お
よびワークステージ４を移動させる。また、手動アライ
メントの場合には、受像されたマスクマークＭＡＭとワ
ークマークＷＡＭを図示しないモニタ上に表示して、作
業者がモニタに見ながら両者が一致するように、マスク
ステージ２または／およびワークステージ４を移動させ
る。
【００１２】位置合わせ終了後、光路から光学フィルタ
１ｄを退避させ、露光光（非露光光）照射装置１から露
光光であるｉ線を照射し、マスクパターンをワークＷ上
に投影して露光を行う。ここで、露光光としてｉ線を用
い、非露光光としてｅ線を用いる場合には、両者の光の
波長が異なっているので、上記位置合わせに際し次のよ
うな問題が生ずる。 露光波長で収差がないように設計された投影レンズ
においては、非露光波長において、マスクパターン投影
面がずれる。すなわち、同図のＩとＥに示すように、マ
スクパターンが同じ面に投影されない。 倍率の色収差により、ｅ線によるマスクパターン投
影面Ｅ上のマスクマークＭＡＭ’と、ｉ線によるマスク
パターン投影面Ｉ上のマスクマークＭＡＭの位置は一致
しない。
１ｄを退避させ、露光光（非露光光）照射装置１から露
光光であるｉ線を照射し、マスクパターンをワークＷ上
に投影して露光を行う。ここで、露光光としてｉ線を用
い、非露光光としてｅ線を用いる場合には、両者の光の
波長が異なっているので、上記位置合わせに際し次のよ
うな問題が生ずる。 露光波長で収差がないように設計された投影レンズ
においては、非露光波長において、マスクパターン投影
面がずれる。すなわち、同図のＩとＥに示すように、マ
スクパターンが同じ面に投影されない。 倍率の色収差により、ｅ線によるマスクパターン投
影面Ｅ上のマスクマークＭＡＭ’と、ｉ線によるマスク
パターン投影面Ｉ上のマスクマークＭＡＭの位置は一致
しない。
【００１３】すなわち、投影レンズ３とｉ線によるマス
クパターン投影面Ｉ間の距離より、投影レンズ３とｅ線
によるマスクパターン投影面Ｅ間の距離の方が大きくな
り、同図に示すように、ｅ線によるマスクパターン投影
面Ｅ上のマスクマークＭＡＭ’の間隔Ｌe は、ｉ線によ
るマスクパターン投影面Ｉ上のマスクマークＭＡＭの間
隔Ｌi より広くなる。
クパターン投影面Ｉ間の距離より、投影レンズ３とｅ線
によるマスクパターン投影面Ｅ間の距離の方が大きくな
り、同図に示すように、ｅ線によるマスクパターン投影
面Ｅ上のマスクマークＭＡＭ’の間隔Ｌe は、ｉ線によ
るマスクパターン投影面Ｉ上のマスクマークＭＡＭの間
隔Ｌi より広くなる。
【００１４】また、マスクパターン投影面Ｅ上のマスク
マークＭＡＭ’の投影像の位置はアライメント・マーク
の場所によって変わる。すなわち、図１２に示すよう
に、ワークマークと投影されたマスクマークの間隔ΔＬ
とΔＬ’が異なった値となる。そこで、従来において
は、投影光学系の光路に平行平面板を挿入し、非露光光
の波長に応じてその板厚を変えたり、その傾きを調整す
ることにより投影面のずれを補正していた（特公平５−
４３１６８号参照）。
マークＭＡＭ’の投影像の位置はアライメント・マーク
の場所によって変わる。すなわち、図１２に示すよう
に、ワークマークと投影されたマスクマークの間隔ΔＬ
とΔＬ’が異なった値となる。そこで、従来において
は、投影光学系の光路に平行平面板を挿入し、非露光光
の波長に応じてその板厚を変えたり、その傾きを調整す
ることにより投影面のずれを補正していた（特公平５−
４３１６８号参照）。
【００１５】上記した従来技術は光路中に平行平面板を
挿入することにより、図１３に示すようにピント位置が
ΔＳだけずれるという性質を利用して、投影レンズとワ
ーク間に平行平面板を挿入し、露光光と非露光光による
投影像のずれを補正するものである。
挿入することにより、図１３に示すようにピント位置が
ΔＳだけずれるという性質を利用して、投影レンズとワ
ーク間に平行平面板を挿入し、露光光と非露光光による
投影像のずれを補正するものである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来技術は次のような問題点をもっている。 （１）図１２に示したように、アライメント・マークの
場所によって、非露光光によるマスクマークの投影像の
位置が変わる。このため、例えば、従来例に示されるよ
うに、マスクと投影レンズ間に平行平面板を挿入してそ
の傾きを調整して、アライメント・マークの場所による
位置ずれを補正する必要がある。 （２）露光用波長とアライメント用波長が変わると、ピ
ント補正量が変化するので、平行平面板を上記波長の組
み合わせに応じて用意する必要がある。 （３）倍率を調整するため、平行平面板からなる光学部
材を使用しているため、その保持機構を新たに設ける必
要があり、特に、光学部材を挿入離脱させる場合には、
機構が複雑、かつ、大きくなるという問題がある。 （４）ワークの真上に平行平面板挿入機構があるため、
発塵によりワークが汚れるという問題がある。
来技術は次のような問題点をもっている。 （１）図１２に示したように、アライメント・マークの
場所によって、非露光光によるマスクマークの投影像の
位置が変わる。このため、例えば、従来例に示されるよ
うに、マスクと投影レンズ間に平行平面板を挿入してそ
の傾きを調整して、アライメント・マークの場所による
位置ずれを補正する必要がある。 （２）露光用波長とアライメント用波長が変わると、ピ
ント補正量が変化するので、平行平面板を上記波長の組
み合わせに応じて用意する必要がある。 （３）倍率を調整するため、平行平面板からなる光学部
材を使用しているため、その保持機構を新たに設ける必
要があり、特に、光学部材を挿入離脱させる場合には、
機構が複雑、かつ、大きくなるという問題がある。 （４）ワークの真上に平行平面板挿入機構があるため、
発塵によりワークが汚れるという問題がある。
【００１７】以上のように、非露光光を用いた位置合わ
せは、アライメント・マーク近傍までパターンを形成で
きるというメリットがあるが、平行平面板を使用した光
路長の補正等が必要となり、それにともなう種々の問題
点が発生する。また、ワークマークが印されたワーク上
にマスクマークを投影した状態で２つのアライメント・
マークの相対位置を検出する従来方式においては、オー
トアライメントを行う際、制御装置がワークマークを認
識しにくい等の問題もある。
せは、アライメント・マーク近傍までパターンを形成で
きるというメリットがあるが、平行平面板を使用した光
路長の補正等が必要となり、それにともなう種々の問題
点が発生する。また、ワークマークが印されたワーク上
にマスクマークを投影した状態で２つのアライメント・
マークの相対位置を検出する従来方式においては、オー
トアライメントを行う際、制御装置がワークマークを認
識しにくい等の問題もある。
【００１８】上記問題点を解決するため、本出願人は先
に図１４に示す装置を提案した（特願平６−２９４２７
９号）。同図において、図１１に示したものと同一のも
のには同一の符号が付されており、１は露光光（非露光
光）照射装置、２はマスクステージ、Ｍはマスクであ
り、マスクＭにはマスクパターンと位置合わせ用のマス
クマークＭＡＭが印されている。３は投影レンズ、Ｗは
ワークであり、ワークＷには位置合わせ用のワークマー
クＷＡＭが印されている。４はワークステージであり、
ワークステージ４には、全反射ミラーもくしはハーフミ
ラー４ａが埋設されている。また、ワークステージ４は
図示しない駆動装置によりＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に駆動さ
れる。
に図１４に示す装置を提案した（特願平６−２９４２７
９号）。同図において、図１１に示したものと同一のも
のには同一の符号が付されており、１は露光光（非露光
光）照射装置、２はマスクステージ、Ｍはマスクであ
り、マスクＭにはマスクパターンと位置合わせ用のマス
クマークＭＡＭが印されている。３は投影レンズ、Ｗは
ワークであり、ワークＷには位置合わせ用のワークマー
クＷＡＭが印されている。４はワークステージであり、
ワークステージ４には、全反射ミラーもくしはハーフミ
ラー４ａが埋設されている。また、ワークステージ４は
図示しない駆動装置によりＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に駆動さ
れる。
【００１９】ＷＡ１はアライメント・マーク用部分照明
系であり、図示しない光源が放射する非露光光は光ファ
イバ６ａを介してレンズ６ｂ→ミラー６ｃを介してアラ
イメント・ユニット５のハーフミラー５ｅに入射し、ワ
ークＷ上のワークマークＷＡＭを照射する。図１４の装
置においては次のように露光処理が行われる。 (1) マスクＭをマスクステージ２に載せて固定し、光学
フィルタ１ｄが光路から離脱した状態で露光光（非露光
光）照射装置１のシャッタ１ｃを開き、露光光をマスク
Ｍ上に照射する。なお、この段階ではワークステージ４
にワークＷは載置されていない。 (2) ワークステージ４に埋設されたミラー４ａの反射面
が露光光のマスクパターン投影面Ｚo に一致するように
ワークステージ４のＺ方向位置を移動する。 (3) アライメント・ユニット５を挿入する。なお、アラ
イメント・マーク用部分照明系ＷＡ１はアライメント・
ユニット５と一体に構成されており、アライメント・ユ
ニット５と共に挿入される。 (4) アライメント・ユニット５の画像センサ５ｄにより
ワークステージ４のミラー４ａ上に投影されたマスクマ
ークＭＡＭを受像する。図示しない画像処理部は受像さ
れた画像からマスクマークＭＡＭを識別し、その位置座
標（ＸM ，ＹM ）を記憶する。 (5) 露光光（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを閉
じる。これにより、マスクＭ上への露光光の照射は停止
する。 (6) ワークＷをワークステージ４上に載置し、ワークス
テージ４上に固定する。 (7) ワークＷの表面がマスクパターン投影面Ｚo に一致
するようにワークステージ４をＺ軸方向に移動させる。 (8) アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１に照明光
を導入し、光ファイバ６ａ→レンズ６ｂ→ミラー６ｃ→
ハーフミラー５ｅ→レンズ５ｂ→ハーフミラー５ｃを介
してワークＷ上のワークマークＷＡＭを照射し、ワーク
マークＷＡＭを画像センサ５ｄで受像する。
系であり、図示しない光源が放射する非露光光は光ファ
イバ６ａを介してレンズ６ｂ→ミラー６ｃを介してアラ
イメント・ユニット５のハーフミラー５ｅに入射し、ワ
ークＷ上のワークマークＷＡＭを照射する。図１４の装
置においては次のように露光処理が行われる。 (1) マスクＭをマスクステージ２に載せて固定し、光学
フィルタ１ｄが光路から離脱した状態で露光光（非露光
光）照射装置１のシャッタ１ｃを開き、露光光をマスク
Ｍ上に照射する。なお、この段階ではワークステージ４
にワークＷは載置されていない。 (2) ワークステージ４に埋設されたミラー４ａの反射面
が露光光のマスクパターン投影面Ｚo に一致するように
ワークステージ４のＺ方向位置を移動する。 (3) アライメント・ユニット５を挿入する。なお、アラ
イメント・マーク用部分照明系ＷＡ１はアライメント・
ユニット５と一体に構成されており、アライメント・ユ
ニット５と共に挿入される。 (4) アライメント・ユニット５の画像センサ５ｄにより
ワークステージ４のミラー４ａ上に投影されたマスクマ
ークＭＡＭを受像する。図示しない画像処理部は受像さ
れた画像からマスクマークＭＡＭを識別し、その位置座
標（ＸM ，ＹM ）を記憶する。 (5) 露光光（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを閉
じる。これにより、マスクＭ上への露光光の照射は停止
する。 (6) ワークＷをワークステージ４上に載置し、ワークス
テージ４上に固定する。 (7) ワークＷの表面がマスクパターン投影面Ｚo に一致
するようにワークステージ４をＺ軸方向に移動させる。 (8) アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１に照明光
を導入し、光ファイバ６ａ→レンズ６ｂ→ミラー６ｃ→
ハーフミラー５ｅ→レンズ５ｂ→ハーフミラー５ｃを介
してワークＷ上のワークマークＷＡＭを照射し、ワーク
マークＷＡＭを画像センサ５ｄで受像する。
【００２０】画像センサ５ｄで受像されたワークマーク
ＷＡＭの画像は上記した画像処理部に送られ、画像処理
部はワークマークＷＡＭを識別し、その位置座標（ＸW
，ＹW ）を求める。 (9) アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１の照明光
の照射を停止する。 (10)記憶されたマスクマークＭＡＭの位置座標（ＸM ，
ＹM ）と求めたワークマークの位置座標（ＸW ，ＹW ）
とからワークＷとマスクＭの位置ずれを求め、該位置ず
れに基づき、マスクステージ２または／およびワークス
テージ４をＸ，Ｙ，θ方向に駆動してマスクマークＭＡ
ＭとワークマークＷＡＭの位置を一致させる。
ＷＡＭの画像は上記した画像処理部に送られ、画像処理
部はワークマークＷＡＭを識別し、その位置座標（ＸW
，ＹW ）を求める。 (9) アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１の照明光
の照射を停止する。 (10)記憶されたマスクマークＭＡＭの位置座標（ＸM ，
ＹM ）と求めたワークマークの位置座標（ＸW ，ＹW ）
とからワークＷとマスクＭの位置ずれを求め、該位置ず
れに基づき、マスクステージ２または／およびワークス
テージ４をＸ，Ｙ，θ方向に駆動してマスクマークＭＡ
ＭとワークマークＷＡＭの位置を一致させる。
【００２１】以上のようにマスクマークＭＡＭとワーク
マークＷＡＭの位置が一致すると、アライメント・ユニ
ット５を退避させ、露光光（非露光光）照射装置１のシ
ャッタ１ｃを開き、露光光をマスクＭ上に照射し、露光
を行う。また、上記露光処理をワークを移動させながら
ワーク上の各露光区域を逐次露光していくステップ・ア
ンド・リピート工程に適用する場合には、上記(10)以降
に次の工程が付加され、(8) 〜(15)の工程を繰り返し、
各露光区域の露光処理を行う。 (11)アライメント・ユニット５を退避させる。 (12)露光光（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを開
き、露光光をマスクＭ上に照射し、露光を行う。 (13)露光光（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを閉
じ、露光光照射を停止する。 (14)次の露光区域が所定の露光位置にくるようにワーク
ステージ４を規定量だけ移動させる。 (15)アライメント・ユニット５を挿入し、上記(8) に戻
り、(8) 〜(15)の工程を繰り返し、ワーク上の各露光区
域を逐次露光（ステップ・アンド・リピート露光）す
る。
マークＷＡＭの位置が一致すると、アライメント・ユニ
ット５を退避させ、露光光（非露光光）照射装置１のシ
ャッタ１ｃを開き、露光光をマスクＭ上に照射し、露光
を行う。また、上記露光処理をワークを移動させながら
ワーク上の各露光区域を逐次露光していくステップ・ア
ンド・リピート工程に適用する場合には、上記(10)以降
に次の工程が付加され、(8) 〜(15)の工程を繰り返し、
各露光区域の露光処理を行う。 (11)アライメント・ユニット５を退避させる。 (12)露光光（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを開
き、露光光をマスクＭ上に照射し、露光を行う。 (13)露光光（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを閉
じ、露光光照射を停止する。 (14)次の露光区域が所定の露光位置にくるようにワーク
ステージ４を規定量だけ移動させる。 (15)アライメント・ユニット５を挿入し、上記(8) に戻
り、(8) 〜(15)の工程を繰り返し、ワーク上の各露光区
域を逐次露光（ステップ・アンド・リピート露光）す
る。
【００２２】ところで、先に提案した上記技術は平行平
面板を使用することなく、また、投影レンズの特性に依
存せずに高精度なマスクとワークの位置合わせを行うこ
とができという利点があるが、上記した逐次露光に適用
した場合、次のような問題点が発生する。すなわち、先
に提案した露光処理方法を逐次露光に適用する場合に
は、露光を行う毎にアライメント・ユニット５の挿入・
退避を行う必要があるが、その際、アライメント・ユニ
ット５の挿入位置の再現性が重要となってくる。
面板を使用することなく、また、投影レンズの特性に依
存せずに高精度なマスクとワークの位置合わせを行うこ
とができという利点があるが、上記した逐次露光に適用
した場合、次のような問題点が発生する。すなわち、先
に提案した露光処理方法を逐次露光に適用する場合に
は、露光を行う毎にアライメント・ユニット５の挿入・
退避を行う必要があるが、その際、アライメント・ユニ
ット５の挿入位置の再現性が重要となってくる。
【００２３】図１５はアライメント・ユニット５の停止
位置が変化した場合を示す図であり、アライメント・ユ
ニット５の停止位置が同図の点線位置になると、それに
応じてマスクマークＭＡＭ（またはワークマークＷＡ
Ｍ）の画像センサ５ｄ上の結像位置が変化する。ところ
が、上記した逐次露光における(8) 〜(15)のステップ・
アンド・リピート・サイクルにおいては、２回目以降は
ワークマークＷＡＭの位置のみの受像・記憶となるた
め、１回目に記憶しておいたマスクマークＭＡＭの記憶
位置とズレが生ずる可能性がある。
位置が変化した場合を示す図であり、アライメント・ユ
ニット５の停止位置が同図の点線位置になると、それに
応じてマスクマークＭＡＭ（またはワークマークＷＡ
Ｍ）の画像センサ５ｄ上の結像位置が変化する。ところ
が、上記した逐次露光における(8) 〜(15)のステップ・
アンド・リピート・サイクルにおいては、２回目以降は
ワークマークＷＡＭの位置のみの受像・記憶となるた
め、１回目に記憶しておいたマスクマークＭＡＭの記憶
位置とズレが生ずる可能性がある。
【００２４】逐次露光においては、普通、アライメント
精度は±１μｍ程度であることが多い。ワークマークＷ
ＡＭとマスクマークＭＡＭの記憶位置とのズレをこの範
囲内に収めるためには、アライメント・ユニット５の位
置精度は±０．１μｍ程度（マスクＭとワークＷのアラ
イメント精度の約１／１０）要求される。これをアライ
メント・ユニット５の挿入・退避毎に機械的に実現する
ことは困難である。
精度は±１μｍ程度であることが多い。ワークマークＷ
ＡＭとマスクマークＭＡＭの記憶位置とのズレをこの範
囲内に収めるためには、アライメント・ユニット５の位
置精度は±０．１μｍ程度（マスクＭとワークＷのアラ
イメント精度の約１／１０）要求される。これをアライ
メント・ユニット５の挿入・退避毎に機械的に実現する
ことは困難である。
【００２５】一方、ステップ・アンド・リピート・サイ
クルの都度、マスクマークＭＡＭの位置を記憶すれば上
記問題は解決されるが、ステップ・アンド・リピート・
サイクルの２回目以降はワークステージ４にワークＷが
固定されているため、上記した場合には、露光光を照射
することによるマスクマークＭＡＭ位置の記憶という手
順を経ることができない。
クルの都度、マスクマークＭＡＭの位置を記憶すれば上
記問題は解決されるが、ステップ・アンド・リピート・
サイクルの２回目以降はワークステージ４にワークＷが
固定されているため、上記した場合には、露光光を照射
することによるマスクマークＭＡＭ位置の記憶という手
順を経ることができない。
【００２６】本発明は前記した従来技術の問題点および
上記のアライメント・ユニットの挿入位置の再現性の問
題を解決するためになされたものであり、本発明の第１
の目的は、平行平面板を使用することなく、また、投影
レンズの特性に依存せずに高精度なマスクとワークの位
置合わせを行うことができ、逐次露光に適用するに好適
なマスクとワークの位置合わせ方法および装置を提供す
ることである。
上記のアライメント・ユニットの挿入位置の再現性の問
題を解決するためになされたものであり、本発明の第１
の目的は、平行平面板を使用することなく、また、投影
レンズの特性に依存せずに高精度なマスクとワークの位
置合わせを行うことができ、逐次露光に適用するに好適
なマスクとワークの位置合わせ方法および装置を提供す
ることである。
【００２７】本発明の第２の目的は、マスクマークとワ
ークマークが重なっている場合等、ワークマークの識別
が困難な場合であっても、マスクマークとワークマーク
の相対位置を自動的にかつ容易に検出することができ、
短時間に高精度な位置合わせを行うことができるマスク
とワークの位置合わせ方法および装置を提供することで
ある。
ークマークが重なっている場合等、ワークマークの識別
が困難な場合であっても、マスクマークとワークマーク
の相対位置を自動的にかつ容易に検出することができ、
短時間に高精度な位置合わせを行うことができるマスク
とワークの位置合わせ方法および装置を提供することで
ある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、ワークステージ上であってワー
ク固定領域から離れた位置に反射部材を設け、次のよう
にしてマスクとワークの位置合わせを行うようにしたも
のである。まず、露光光をマスクのアライメント・マー
クに照射して上記反射部材にマスクのアライメント・マ
ークを投影してその相対位置を検出／記憶する。つい
で、露光光の放出を停止したのち、ワークが載置された
ワークステージを、マスク上のアライメント・マークが
上記ワーク上に投影される位置に移動させ、非露光光を
ワークのアライメント・マークへ照射し、ワークのアラ
イメント・マークの相対位置を検出／記憶し、マスクの
アライメント・マークとワークのアライメント・マーク
の相対位置データを演算して、両アライメント・マーク
の位置ズレを求め、該両アライメント・マークが重なる
ようにワークおよび／またはマスクを移動させる。
め、本発明においては、ワークステージ上であってワー
ク固定領域から離れた位置に反射部材を設け、次のよう
にしてマスクとワークの位置合わせを行うようにしたも
のである。まず、露光光をマスクのアライメント・マー
クに照射して上記反射部材にマスクのアライメント・マ
ークを投影してその相対位置を検出／記憶する。つい
で、露光光の放出を停止したのち、ワークが載置された
ワークステージを、マスク上のアライメント・マークが
上記ワーク上に投影される位置に移動させ、非露光光を
ワークのアライメント・マークへ照射し、ワークのアラ
イメント・マークの相対位置を検出／記憶し、マスクの
アライメント・マークとワークのアライメント・マーク
の相対位置データを演算して、両アライメント・マーク
の位置ズレを求め、該両アライメント・マークが重なる
ようにワークおよび／またはマスクを移動させる。
【００２９】本発明の請求項１および請求項３の発明に
おいては、上記のようにマスクとワークの位置合わせを
行うようにしたので、平行平面板を使用することなく、
また、投影レンズの特性に依存せずに高精度なマスクと
ワークの位置合わせを行うことができる。さらに、マス
クのアライメント・マークとワークのアライメント・マ
ークの位置を個別に検出しているので、マスクのアライ
メント・マークもしくはマスクパターン等に影響されて
ワークのアライメント・マークの識別が困難になること
がなく、両アライメント・マークの相対位置を容易に検
出することができる。このため、オートアライメントに
おいて、短時間に高精度な位置合わせを行うことができ
る。
おいては、上記のようにマスクとワークの位置合わせを
行うようにしたので、平行平面板を使用することなく、
また、投影レンズの特性に依存せずに高精度なマスクと
ワークの位置合わせを行うことができる。さらに、マス
クのアライメント・マークとワークのアライメント・マ
ークの位置を個別に検出しているので、マスクのアライ
メント・マークもしくはマスクパターン等に影響されて
ワークのアライメント・マークの識別が困難になること
がなく、両アライメント・マークの相対位置を容易に検
出することができる。このため、オートアライメントに
おいて、短時間に高精度な位置合わせを行うことができ
る。
【００３０】本発明の請求項２および請求項４の発明に
おいては、上記位置合わせを逐次露光に適用し、ワーク
の固定領域から離れた位置に設置された反射部材を利用
してマスクのアライメント・マークの相対位置を検出／
記憶するようにしたので、請求項１，２と同様な効果を
得ることができるとともに、ワーク上の各露光区域の露
光処理を行う際、ワークをワークステージ上に固定した
ままで、マスクマークの投影像を受像して該位置を記憶
することができる。このため、アライメント・ユニット
の挿入位置の精度に影響されずに、高精度なアライメン
トを行うことができる。
おいては、上記位置合わせを逐次露光に適用し、ワーク
の固定領域から離れた位置に設置された反射部材を利用
してマスクのアライメント・マークの相対位置を検出／
記憶するようにしたので、請求項１，２と同様な効果を
得ることができるとともに、ワーク上の各露光区域の露
光処理を行う際、ワークをワークステージ上に固定した
ままで、マスクマークの投影像を受像して該位置を記憶
することができる。このため、アライメント・ユニット
の挿入位置の精度に影響されずに、高精度なアライメン
トを行うことができる。
【００３１】
【発明の実施形態】図１は本発明の第１の実施例であ
り、本実施例は前記した逐次露光を行う場合の実施例を
示している。なお、以下の実施例では、逐次露光につい
て説明するが、本発明は逐次露光だけでなく、前記従来
例に示した露光処理にも適用することができる。
り、本実施例は前記した逐次露光を行う場合の実施例を
示している。なお、以下の実施例では、逐次露光につい
て説明するが、本発明は逐次露光だけでなく、前記従来
例に示した露光処理にも適用することができる。
【００３２】図１は本発明の第１の実施例を示す図であ
る。同図において、図１１に示したものと同一のものに
は同一の符号が付されており、１は露光光（非露光光）
照射装置であり、１ａはランプ、１ｂは集光鏡、１ｃは
シャッタ、１ｄは光学フィルタ、１ｅはコンデンサレン
ズである。２はマスクステージであり、マスクステージ
２は図示しない駆動装置によりＸ，Ｙ，Ｚ，θに駆動さ
れる。また、Ｍはマスクであり、マスクＭにはマスクパ
ターンと位置合わせ用のマスクマークＭＡＭが印されて
いる。
る。同図において、図１１に示したものと同一のものに
は同一の符号が付されており、１は露光光（非露光光）
照射装置であり、１ａはランプ、１ｂは集光鏡、１ｃは
シャッタ、１ｄは光学フィルタ、１ｅはコンデンサレン
ズである。２はマスクステージであり、マスクステージ
２は図示しない駆動装置によりＸ，Ｙ，Ｚ，θに駆動さ
れる。また、Ｍはマスクであり、マスクＭにはマスクパ
ターンと位置合わせ用のマスクマークＭＡＭが印されて
いる。
【００３３】ＭＡ１は露光光をマスクＭ上に照射するマ
スクアライメント用部分照明系であり、７ａは部分照明
光を導入する光ファイバ、７ｂはレンズ、７ｃはミラー
である。３は投影レンズ、Ｗはワークであり、ワークＷ
には位置合わせ用のワークマークＷＡＭが印されてい
る。４はワークステージであり、ワークステージ４に
は、全反射ミラーもくしはハーフミラー４ａが埋設され
ている。また、ワークステージ４は図示しない駆動装置
によりＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に駆動される。なお、上記し
たミラー４ａは後述するようにハーフミラーが好まし
い。
スクアライメント用部分照明系であり、７ａは部分照明
光を導入する光ファイバ、７ｂはレンズ、７ｃはミラー
である。３は投影レンズ、Ｗはワークであり、ワークＷ
には位置合わせ用のワークマークＷＡＭが印されてい
る。４はワークステージであり、ワークステージ４に
は、全反射ミラーもくしはハーフミラー４ａが埋設され
ている。また、ワークステージ４は図示しない駆動装置
によりＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に駆動される。なお、上記し
たミラー４ａは後述するようにハーフミラーが好まし
い。
【００３４】図２（ａ）は上記ワークステージ４を図１
の上方から見た図であり、同図の点線で示した位置はワ
ークＷの固定位置である。ワークステージ４上のワーク
固定位置の上方には、ミラー４ａが設けられており、ワ
ークＷ上には同図に示すように複数の露光区域が設けら
れている。なお、ミラー４ａの高さは、図２（ｂ）に示
すようにワークＷの標準的な高さＨに設定するのが望ま
しい。このようにすることにより、後述するように、ワ
ークステージ４をＺ軸方向（図１の上下方向）に移動さ
せ、ミラー４ａの反射面とマスクパターン投影面を一致
させる際のＺ方向移動量を少なくすることができ、精度
を向上させることができる。
の上方から見た図であり、同図の点線で示した位置はワ
ークＷの固定位置である。ワークステージ４上のワーク
固定位置の上方には、ミラー４ａが設けられており、ワ
ークＷ上には同図に示すように複数の露光区域が設けら
れている。なお、ミラー４ａの高さは、図２（ｂ）に示
すようにワークＷの標準的な高さＨに設定するのが望ま
しい。このようにすることにより、後述するように、ワ
ークステージ４をＺ軸方向（図１の上下方向）に移動さ
せ、ミラー４ａの反射面とマスクパターン投影面を一致
させる際のＺ方向移動量を少なくすることができ、精度
を向上させることができる。
【００３５】図１に戻り、ＷＡ１はアライメント・マー
ク用部分照明系であり、図示しない光源が放射する非露
光光は光ファイバ６ａを介してレンズ６ｂ→ミラー６ｃ
を介してアライメント・ユニット５のハーフミラー５ｅ
に入射し、ワークＷ上のワークマークＷを照射する。な
お、アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１を設け
ず、後述するように、露光光（非露光光）照射装置１か
ら光学フィルタ１ｄを介して非露光光をワークＷに照射
することもできる。
ク用部分照明系であり、図示しない光源が放射する非露
光光は光ファイバ６ａを介してレンズ６ｂ→ミラー６ｃ
を介してアライメント・ユニット５のハーフミラー５ｅ
に入射し、ワークＷ上のワークマークＷを照射する。な
お、アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１を設け
ず、後述するように、露光光（非露光光）照射装置１か
ら光学フィルタ１ｄを介して非露光光をワークＷに照射
することもできる。
【００３６】５はアライメント・ユニットであり、アラ
イメント・ユニット５は、レンズ５ａ、対物レンズ５
ｂ、ハーフミラー５ｃ，５ｅ、ＣＣＤカメラを具備する
画像センサ５ｄから構成されており、ワークステージ４
に設けられたミラー４ａに投影されるマスクマークＭＡ
Ｍおよび上記アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１
により照射されるワークマークＷＡＭをハーフミラー５
ｃ→対物レンズ５ｂ→ハーフミラー５ｅ→レンズ５ａを
介して画像センサ５ｄで受像する。なお、前記したよう
に、アライメント・ユニット５および部分照明系ＷＡ１
はマスクマークとワークマークの数に対応して設けら
れ、少なくとも２か所設けられる。
イメント・ユニット５は、レンズ５ａ、対物レンズ５
ｂ、ハーフミラー５ｃ，５ｅ、ＣＣＤカメラを具備する
画像センサ５ｄから構成されており、ワークステージ４
に設けられたミラー４ａに投影されるマスクマークＭＡ
Ｍおよび上記アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１
により照射されるワークマークＷＡＭをハーフミラー５
ｃ→対物レンズ５ｂ→ハーフミラー５ｅ→レンズ５ａを
介して画像センサ５ｄで受像する。なお、前記したよう
に、アライメント・ユニット５および部分照明系ＷＡ１
はマスクマークとワークマークの数に対応して設けら
れ、少なくとも２か所設けられる。
【００３７】図３は本発明の露光装置を制御するシステ
ムの構成を示す図であり、同図において、１１は操作パ
ネル、１２は図１に示した投影露光装置を制御する演算
装置、１３はステージ制御部であり、ステージ制御部１
３は図１に示したマスクステージ２、ワークステージ４
をＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に制御する。１４は画像処理部で
あり、画像処理部１４は、後述するように、アライメン
ト・ユニット５の画像センサ５ｄで受像されたマスクマ
ークＭＡＭを認識してその位置座標を記憶し、ついで、
アライメント・ユニット５の画像センサ５ｄで受像され
たワークマークＷＡＭを認識して、その位置座標を検出
する。
ムの構成を示す図であり、同図において、１１は操作パ
ネル、１２は図１に示した投影露光装置を制御する演算
装置、１３はステージ制御部であり、ステージ制御部１
３は図１に示したマスクステージ２、ワークステージ４
をＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に制御する。１４は画像処理部で
あり、画像処理部１４は、後述するように、アライメン
ト・ユニット５の画像センサ５ｄで受像されたマスクマ
ークＭＡＭを認識してその位置座標を記憶し、ついで、
アライメント・ユニット５の画像センサ５ｄで受像され
たワークマークＷＡＭを認識して、その位置座標を検出
する。
【００３８】また、演算装置１２は画像処理部１４で検
出された上記マスクマークＭＡＭの位置座標とワークマ
ークＷＡＭの位置座標の差を求め、ステージ制御部１３
は両者が一致するようにマスクステージ２または／およ
びワークステージ４を移動させる。また、アライメント
・ユニット５により受像されたマスクマークＭＡＭとワ
ークマークＷＡＭはモニタ１５に表示される。
出された上記マスクマークＭＡＭの位置座標とワークマ
ークＷＡＭの位置座標の差を求め、ステージ制御部１３
は両者が一致するようにマスクステージ２または／およ
びワークステージ４を移動させる。また、アライメント
・ユニット５により受像されたマスクマークＭＡＭとワ
ークマークＷＡＭはモニタ１５に表示される。
【００３９】次に本実施例における露光処理について説
明する。 (1) マスクＭをマスクステージ２に載せて固定し、マス
クアライメント用部分照明系ＭＡ１を所定位置に挿入す
る。 (2) マスクマークＭＡＭ投影位置にミラー４ａが位置す
るようにワークステージ４をＸ，Ｙ方向に移動させる。
明する。 (1) マスクＭをマスクステージ２に載せて固定し、マス
クアライメント用部分照明系ＭＡ１を所定位置に挿入す
る。 (2) マスクマークＭＡＭ投影位置にミラー４ａが位置す
るようにワークステージ４をＸ，Ｙ方向に移動させる。
【００４０】すなわち、図４に示すように、例えば同図
の点線位置から実線位置までワークステージ４を移動さ
せ、マスクマークＭＡＭ投影位置にミラー４ａの位置を
一致させる。 (3) マスクアライメント用部分照明系ＭＡ１により露光
光をマスクＭ上に照射する。なお、この段階ではワーク
ステージ４にワークＷは載置されていない。 (4) ワークステージ４のミラー４ａの反射面が露光光の
マスクパターン投影面Ｚo に一致するようにワークステ
ージ４のＺ方向位置を移動する。 (5) アライメント・ユニット５を挿入する（アライメン
ト・ユニット５を退避してある場合）。なお、アライメ
ント・マーク用部分照明系ＷＡ１はアライメント・ユニ
ット５と一体に構成されており、アライメント・ユニッ
ト５と共に挿入される。 (6) アライメント・ユニット５の画像センサ５ｄにより
ワークステージ４のミラー４ａ上に投影されたマスクマ
ークＭＡＭを受像し画像処理部１４に送る。画像処理部
１４は受像された画像からマスクマークＭＡＭを識別
し、その位置座標（ＸM ，ＹM ）を記憶する。
の点線位置から実線位置までワークステージ４を移動さ
せ、マスクマークＭＡＭ投影位置にミラー４ａの位置を
一致させる。 (3) マスクアライメント用部分照明系ＭＡ１により露光
光をマスクＭ上に照射する。なお、この段階ではワーク
ステージ４にワークＷは載置されていない。 (4) ワークステージ４のミラー４ａの反射面が露光光の
マスクパターン投影面Ｚo に一致するようにワークステ
ージ４のＺ方向位置を移動する。 (5) アライメント・ユニット５を挿入する（アライメン
ト・ユニット５を退避してある場合）。なお、アライメ
ント・マーク用部分照明系ＷＡ１はアライメント・ユニ
ット５と一体に構成されており、アライメント・ユニッ
ト５と共に挿入される。 (6) アライメント・ユニット５の画像センサ５ｄにより
ワークステージ４のミラー４ａ上に投影されたマスクマ
ークＭＡＭを受像し画像処理部１４に送る。画像処理部
１４は受像された画像からマスクマークＭＡＭを識別
し、その位置座標（ＸM ，ＹM ）を記憶する。
【００４１】なお、マスクマークＭＡＭの投影像は通常
ワークマークＷＡＭに比べコントラストが大きく、上記
ミラー４ａとして全反射ミラーを用いると、マスクマー
クＭＡＭの受像画像とワークマークＷＡＭの受像画像と
の差が大きくなり、アライメント・マークの認識処理上
不都合が生ずることもある。そこで、上記ミラー４ａと
してハーフミラーを用い、ワークマークＷＡＭとのコン
トラストを合わせるのが望ましい。 (7) マスクアライメント用部分照明系ＭＡ１からの露光
光の照射を停止する。 (8) ワークＷをワークステージ４上に載置し、前記図２
に示した位置に固定する。 (9) ワークＷの表面がマスクパターン投影面Ｚo に一致
するようにワークステージ４をＺ軸方向に移動させる。 (10)マスクマークＭＡＭ投影位置にワークマークＷＡＭ
が一致するようにワークステージ４をＸ，Ｙ方向に移動
させ、ワークＷ位置の粗調整する。
ワークマークＷＡＭに比べコントラストが大きく、上記
ミラー４ａとして全反射ミラーを用いると、マスクマー
クＭＡＭの受像画像とワークマークＷＡＭの受像画像と
の差が大きくなり、アライメント・マークの認識処理上
不都合が生ずることもある。そこで、上記ミラー４ａと
してハーフミラーを用い、ワークマークＷＡＭとのコン
トラストを合わせるのが望ましい。 (7) マスクアライメント用部分照明系ＭＡ１からの露光
光の照射を停止する。 (8) ワークＷをワークステージ４上に載置し、前記図２
に示した位置に固定する。 (9) ワークＷの表面がマスクパターン投影面Ｚo に一致
するようにワークステージ４をＺ軸方向に移動させる。 (10)マスクマークＭＡＭ投影位置にワークマークＷＡＭ
が一致するようにワークステージ４をＸ，Ｙ方向に移動
させ、ワークＷ位置の粗調整する。
【００４２】すなわち、図５に示すように、例えば点線
位置から実線位置までワークステージ４を移動させ、ワ
ークＷ上の露光対象となる露光区域のワークマークＷＡ
Ｍの位置をマスクマークＭＡＭの投影位置ＭＡＭＴに略
一致させ、ワークマークＷＡＭがアライメント・ユニッ
ト５の視野に入るようにする。 (11)アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１に非露光
光である照明光を導入する。すなわち、図示しない部分
照明用光源のシャッタを開き、光ファイバ６ａ→レンズ
６ｂ→ミラー６ｃ→ハーフミラー５ｅ→レンズ５ｂ→ハ
ーフミラー５ｃを介してワークＷ上のワークマークＷＡ
Ｍを照射する。 (12)ワークマークＷＡＭを画像センサ５ｄで受像する。
画像センサ５ｄで受像されたワークマークＷＡＭの画像
は画像処理部１４に送られ、画像処理部１４はワークマ
ークＷＡＭを識別し、その位置座標（ＸW ，ＹW ）を求
める。 (13)アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１からの非
露光光の照射を停止する。 (14)演算装置１２は記憶されたマスクマークＭＡＭの位
置座標（ＸM ，ＹM ）と求めたワークマークＷＡＭの位
置座標（ＸW ，ＹW ）とからワークＷとマスクＭの位置
ズレを、上記ステップ(2)(10) におけるワークステージ
４の位置ズレ量を考慮して求める。
位置から実線位置までワークステージ４を移動させ、ワ
ークＷ上の露光対象となる露光区域のワークマークＷＡ
Ｍの位置をマスクマークＭＡＭの投影位置ＭＡＭＴに略
一致させ、ワークマークＷＡＭがアライメント・ユニッ
ト５の視野に入るようにする。 (11)アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１に非露光
光である照明光を導入する。すなわち、図示しない部分
照明用光源のシャッタを開き、光ファイバ６ａ→レンズ
６ｂ→ミラー６ｃ→ハーフミラー５ｅ→レンズ５ｂ→ハ
ーフミラー５ｃを介してワークＷ上のワークマークＷＡ
Ｍを照射する。 (12)ワークマークＷＡＭを画像センサ５ｄで受像する。
画像センサ５ｄで受像されたワークマークＷＡＭの画像
は画像処理部１４に送られ、画像処理部１４はワークマ
ークＷＡＭを識別し、その位置座標（ＸW ，ＹW ）を求
める。 (13)アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１からの非
露光光の照射を停止する。 (14)演算装置１２は記憶されたマスクマークＭＡＭの位
置座標（ＸM ，ＹM ）と求めたワークマークＷＡＭの位
置座標（ＸW ，ＹW ）とからワークＷとマスクＭの位置
ズレを、上記ステップ(2)(10) におけるワークステージ
４の位置ズレ量を考慮して求める。
【００４３】すなわち、上記ステップ(2)(10) における
ワークステージ４の位置ズレ量は図示しないワークステ
ージ移動機構に設けられたエンコーダカウント値等から
既知であるので、ステップ(2) におけるワークステージ
４の位置とステップ(10)におけるワークステージ４の位
置の差Δｘ，Δｙの相当した値だけ上記位置座標（ＸM
，ＹM ）の値を補正し、補正された位置座標（ＸM ＋
Δｘ，ＹM ＋Δｙ）と上記位置座標（ＸW ，ＹW ）の位
置ズレを求める。 (15)ステージ制御部１３は上記位置ずれに基づき、マス
クステージ２または／およびワークステージ４をＸ，
Ｙ，θ方向に駆動してマスクマークＭＡＭとワークマー
クＷＡＭの位置を一致させる。 (16)アライメント・ユニット５およびマスクアライメン
ト用部分照明系ＭＡ１を退避させる。 (17)露光光照射装置１のシャッタを１ｃを開き、光学フ
ィルタ１ｄが光路から離脱した状態で露光光をマスクＭ
上に照射し、露光を行う。露光終了後は、シャッタ１ｃ
を閉じる。 (18)次の露光区域が所定の露光位置にくるように、ワー
クステージ４を規定量だけ移動させる。 (19)マスクアライメント用部分照明系ＭＡ１を所定位置
に挿入する。 (20)前記(2) と同様、マスクマークＭＡＭ投影位置にミ
ラー４ａが位置するようにワークステージ４をＸ，Ｙ方
向に移動させる。 (21)マスクアライメント用部分照明系ＭＡ１により露光
光をマスクＭ上に照射する。 (22)ワークステージ４のミラー４ａの反射面が露光光の
マスクパターン投影面Ｚo に一致するようにワークステ
ージ４のＺ方向位置を移動する。 (23)アライメント・ユニット５を挿入する。
ワークステージ４の位置ズレ量は図示しないワークステ
ージ移動機構に設けられたエンコーダカウント値等から
既知であるので、ステップ(2) におけるワークステージ
４の位置とステップ(10)におけるワークステージ４の位
置の差Δｘ，Δｙの相当した値だけ上記位置座標（ＸM
，ＹM ）の値を補正し、補正された位置座標（ＸM ＋
Δｘ，ＹM ＋Δｙ）と上記位置座標（ＸW ，ＹW ）の位
置ズレを求める。 (15)ステージ制御部１３は上記位置ずれに基づき、マス
クステージ２または／およびワークステージ４をＸ，
Ｙ，θ方向に駆動してマスクマークＭＡＭとワークマー
クＷＡＭの位置を一致させる。 (16)アライメント・ユニット５およびマスクアライメン
ト用部分照明系ＭＡ１を退避させる。 (17)露光光照射装置１のシャッタを１ｃを開き、光学フ
ィルタ１ｄが光路から離脱した状態で露光光をマスクＭ
上に照射し、露光を行う。露光終了後は、シャッタ１ｃ
を閉じる。 (18)次の露光区域が所定の露光位置にくるように、ワー
クステージ４を規定量だけ移動させる。 (19)マスクアライメント用部分照明系ＭＡ１を所定位置
に挿入する。 (20)前記(2) と同様、マスクマークＭＡＭ投影位置にミ
ラー４ａが位置するようにワークステージ４をＸ，Ｙ方
向に移動させる。 (21)マスクアライメント用部分照明系ＭＡ１により露光
光をマスクＭ上に照射する。 (22)ワークステージ４のミラー４ａの反射面が露光光の
マスクパターン投影面Ｚo に一致するようにワークステ
ージ４のＺ方向位置を移動する。 (23)アライメント・ユニット５を挿入する。
【００４４】ついで、前記した(6) に戻り、(6) 〜(23)
の工程を繰り返し、ワークＷの各露光区域を露光する。
以上のように、本実施例においては、ワークステージ４
上にミラー４ａを設け、マスクマークＭＡＭ投影位置
にミラー４ａが位置するようにワークステージ４をＸ，
Ｙ方向に移動させ、ミラー反射面をマスクパターン投
影面に一致させ、露光光を照射してマスクマークＭＡＭ
をミラー４ａ上に投影してマスクマークＭＡＭの位置座
標を記憶したのち、上記露光光の照射を停止して、
ワークＷ上の露光対象となる露光区域のワークマークＷ
ＡＭの位置がマスクマークＭＡＭ投影位置に略一致する
ようにワークステージ４を移動させ、ワークＷの表面
をマスクパターン投影面に一致させ、非露光光によりワ
ークマークＷＡＭを照射してワークマークＷＡＭの位置
座標を求めているので、平行平面板を使用することな
く、また、投影レンズの特性に依存せずに高精度なマス
クとワークの位置合わせを行うことができる。
の工程を繰り返し、ワークＷの各露光区域を露光する。
以上のように、本実施例においては、ワークステージ４
上にミラー４ａを設け、マスクマークＭＡＭ投影位置
にミラー４ａが位置するようにワークステージ４をＸ，
Ｙ方向に移動させ、ミラー反射面をマスクパターン投
影面に一致させ、露光光を照射してマスクマークＭＡＭ
をミラー４ａ上に投影してマスクマークＭＡＭの位置座
標を記憶したのち、上記露光光の照射を停止して、
ワークＷ上の露光対象となる露光区域のワークマークＷ
ＡＭの位置がマスクマークＭＡＭ投影位置に略一致する
ようにワークステージ４を移動させ、ワークＷの表面
をマスクパターン投影面に一致させ、非露光光によりワ
ークマークＷＡＭを照射してワークマークＷＡＭの位置
座標を求めているので、平行平面板を使用することな
く、また、投影レンズの特性に依存せずに高精度なマス
クとワークの位置合わせを行うことができる。
【００４５】また、ミラー４ａをワークステージ４上の
ワーク設置位置とは異なる場所に設けているので、ワー
クＷをワークステージ４上に固定したままで、ワークＷ
上の各露光区域の露光処理毎にマスクマークＭＡＭの投
影像を受像して該位置を記憶することができる。このた
め、露光処理毎にアライメント・ユニット５の挿入位置
がズレても、該位置にて両アライメント・マークを受像
できるのでアライメント精度が低下することがない。
ワーク設置位置とは異なる場所に設けているので、ワー
クＷをワークステージ４上に固定したままで、ワークＷ
上の各露光区域の露光処理毎にマスクマークＭＡＭの投
影像を受像して該位置を記憶することができる。このた
め、露光処理毎にアライメント・ユニット５の挿入位置
がズレても、該位置にて両アライメント・マークを受像
できるのでアライメント精度が低下することがない。
【００４６】さらに、マスクマークＭＡＭとワークマー
クＷＡＭの位置を個別に検出しているので、マスクマー
クＭＡＭもしくはマスクパターン等に影響されてワーク
マークの識別が困難になることがなく、マスクマークと
ワークマークの相対位置を容易に検出することができ
る。このため、オートアライメントにおいて、短時間に
高精度な位置合わせを行うことができる。
クＷＡＭの位置を個別に検出しているので、マスクマー
クＭＡＭもしくはマスクパターン等に影響されてワーク
マークの識別が困難になることがなく、マスクマークと
ワークマークの相対位置を容易に検出することができ
る。このため、オートアライメントにおいて、短時間に
高精度な位置合わせを行うことができる。
【００４７】図６は本発明の第２の実施例を示す図であ
る。図６において、図１に示したものと同一のものには
同一の符号が付されており、本実施例においては、図１
におけるマスクアライメント用部分照明系ＭＡ１を設け
る代わりに、マスクＭ上に挿入・退避されるアパーチャ
８を設け、マスクアライメント時、アパーチャの開放口
から露光光をマスク上に照射するようにするようにした
ものであり、その他の構成は図１に示した実施例と同様
である。
る。図６において、図１に示したものと同一のものには
同一の符号が付されており、本実施例においては、図１
におけるマスクアライメント用部分照明系ＭＡ１を設け
る代わりに、マスクＭ上に挿入・退避されるアパーチャ
８を設け、マスクアライメント時、アパーチャの開放口
から露光光をマスク上に照射するようにするようにした
ものであり、その他の構成は図１に示した実施例と同様
である。
【００４８】図７は上記アパーチャ８を図６の上方から
見た図であり、同図に示すようにアパーチャ７には、マ
スクマークＭＡＭが印された位置に対応する位置に開放
口が設けられている。次に本実施例における露光処理に
ついて説明する。 (1) マスクＭをマスクステージ２に載せて固定する。 (2) アパーチャ８を図６に示すようにマスクＭ上の所定
位置に挿入する。なお、アパーチャ８の開放口はマスク
マークＭＡＭのほぼ真上に位置している。 (3) 前記図４に示したように、ミラー４ａがマスクマー
クＭＡＭ投影位置に位置するようにワークステージ４を
Ｘ，Ｙ方向に移動させ、マスクマークＭＡＭ投影位置に
ミラー４ａの位置を一致させる。 (4) 光学フィルタ１ｄが光路から離脱した状態で露光光
（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを開き、露光光
をマスクＭ上に照射する。なお、この段階ではワークス
テージ４にワークＷは載置されていない。 (5) ワークステージ４のミラー４ａの反射面が露光光の
マスクパターン投影面Ｚo に一致するようにワークステ
ージ４のＺ方向位置を移動する。 (6) アライメント・ユニット５を挿入する。 (7) アライメント・ユニット５の画像センサ５ｄにより
ワークステージ４のミラー４ａ上に投影されたマスクマ
ークＭＡＭを受像しその位置座標（ＸM ，ＹM ）を記憶
する。 (8) 露光光（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを閉
じ露光光の照射を停止する。 (9) ワークＷをワークステージ４上に載置しワークステ
ージ４上に固定する。 (10)ワークＷの表面がマスクパターン投影面Ｚo に一致
するようにワークステージ４をＺ軸方向に移動させる。 (11)前記図５に示したようにマスクマークＭＡＭの投影
位置ＭＡＭＴにワークマークＷＡＭが一致するようにワ
ークステージ４をＸ，Ｙ方向に移動させ、ワークＷ位置
の粗調整する。 (12)アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１に非露光
である照明光を導入し、非露光光をワークＷ上のワーク
マークＷＡＭに照射する。 (13)ワークマークＷＡＭを画像センサ５ｄで受像し、そ
の位置座標（ＸW ，ＹW）を求める。 (14)アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１からの非
露光光の照射を停止する。 (15)マスクマークＭＡＭの位置座標（ＸM ，ＹM ）と求
めたワークマークＷＡＭの位置座標（ＸW ，ＹW ）とか
らワークＷとマスクＭの位置ズレを、上記ステップ(3)
(11) におけるワークステージ４の位置ズレ量を考慮し
て求める。なお、第１の実施例と同様、上記ステップ
(3)(11) におけるワークステージ４の位置ズレ量は図示
しないワークステージ移動機構に設けられたエンコーダ
カウント値等から既知である。 (16)マスクステージ２または／およびワークステージ４
をＸ，Ｙ，θ方向に駆動してマスクマークＭＡＭとワー
クマークＷＡＭの位置を一致させる。 (17)アライメントユニット５およびアパーチャ８を退避
させる。 (18)露光光照射装置１のシャッタを１ｃを開き、露光光
をマスクＭ上に照射し、露光を行う。露光終了後、シャ
ッタ１ｃを閉じる。 (19)次の露光区域が所定の露光位置にくるように、ワー
クステージ４を規定量だけ移動させる。 (20)アパーチャ８をマスクＭ上の所定位置に挿入する。 (21)前記(3) と同様、マスクマークＭＡＭ投影位置にミ
ラー４ａが位置するようにワークステージ４をＸ，Ｙ方
向に移動させる。 (22)露光光をマスクＭ上に照射する。。 (23)ワークステージ４のミラー４ａの反射面が露光光の
マスクパターン投影面Ｚo に一致するようにワークステ
ージ４のＺ方向位置を移動する。 (24)アライメント・ユニット５を挿入する。
見た図であり、同図に示すようにアパーチャ７には、マ
スクマークＭＡＭが印された位置に対応する位置に開放
口が設けられている。次に本実施例における露光処理に
ついて説明する。 (1) マスクＭをマスクステージ２に載せて固定する。 (2) アパーチャ８を図６に示すようにマスクＭ上の所定
位置に挿入する。なお、アパーチャ８の開放口はマスク
マークＭＡＭのほぼ真上に位置している。 (3) 前記図４に示したように、ミラー４ａがマスクマー
クＭＡＭ投影位置に位置するようにワークステージ４を
Ｘ，Ｙ方向に移動させ、マスクマークＭＡＭ投影位置に
ミラー４ａの位置を一致させる。 (4) 光学フィルタ１ｄが光路から離脱した状態で露光光
（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを開き、露光光
をマスクＭ上に照射する。なお、この段階ではワークス
テージ４にワークＷは載置されていない。 (5) ワークステージ４のミラー４ａの反射面が露光光の
マスクパターン投影面Ｚo に一致するようにワークステ
ージ４のＺ方向位置を移動する。 (6) アライメント・ユニット５を挿入する。 (7) アライメント・ユニット５の画像センサ５ｄにより
ワークステージ４のミラー４ａ上に投影されたマスクマ
ークＭＡＭを受像しその位置座標（ＸM ，ＹM ）を記憶
する。 (8) 露光光（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを閉
じ露光光の照射を停止する。 (9) ワークＷをワークステージ４上に載置しワークステ
ージ４上に固定する。 (10)ワークＷの表面がマスクパターン投影面Ｚo に一致
するようにワークステージ４をＺ軸方向に移動させる。 (11)前記図５に示したようにマスクマークＭＡＭの投影
位置ＭＡＭＴにワークマークＷＡＭが一致するようにワ
ークステージ４をＸ，Ｙ方向に移動させ、ワークＷ位置
の粗調整する。 (12)アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１に非露光
である照明光を導入し、非露光光をワークＷ上のワーク
マークＷＡＭに照射する。 (13)ワークマークＷＡＭを画像センサ５ｄで受像し、そ
の位置座標（ＸW ，ＹW）を求める。 (14)アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１からの非
露光光の照射を停止する。 (15)マスクマークＭＡＭの位置座標（ＸM ，ＹM ）と求
めたワークマークＷＡＭの位置座標（ＸW ，ＹW ）とか
らワークＷとマスクＭの位置ズレを、上記ステップ(3)
(11) におけるワークステージ４の位置ズレ量を考慮し
て求める。なお、第１の実施例と同様、上記ステップ
(3)(11) におけるワークステージ４の位置ズレ量は図示
しないワークステージ移動機構に設けられたエンコーダ
カウント値等から既知である。 (16)マスクステージ２または／およびワークステージ４
をＸ，Ｙ，θ方向に駆動してマスクマークＭＡＭとワー
クマークＷＡＭの位置を一致させる。 (17)アライメントユニット５およびアパーチャ８を退避
させる。 (18)露光光照射装置１のシャッタを１ｃを開き、露光光
をマスクＭ上に照射し、露光を行う。露光終了後、シャ
ッタ１ｃを閉じる。 (19)次の露光区域が所定の露光位置にくるように、ワー
クステージ４を規定量だけ移動させる。 (20)アパーチャ８をマスクＭ上の所定位置に挿入する。 (21)前記(3) と同様、マスクマークＭＡＭ投影位置にミ
ラー４ａが位置するようにワークステージ４をＸ，Ｙ方
向に移動させる。 (22)露光光をマスクＭ上に照射する。。 (23)ワークステージ４のミラー４ａの反射面が露光光の
マスクパターン投影面Ｚo に一致するようにワークステ
ージ４のＺ方向位置を移動する。 (24)アライメント・ユニット５を挿入する。
【００４９】ついで、前記した(7) に戻り、(7) 〜(24)
の工程を繰り返し、ワークＷの各露光区域を露光する。
本実施例においては、上記のようにマスクアライメント
用部分照明系を用いる代わりにアパーチャを用いている
ので、第１の実施例にくらべ、装置の構成を簡単化し、
安価に構成することができる。
の工程を繰り返し、ワークＷの各露光区域を露光する。
本実施例においては、上記のようにマスクアライメント
用部分照明系を用いる代わりにアパーチャを用いている
ので、第１の実施例にくらべ、装置の構成を簡単化し、
安価に構成することができる。
【００５０】なお、本実施例の場合には、ワークステー
ジ４の大きさおよびそのＸ，Ｙ方向の移動量を第１の実
施例より大きくしておき、ワーク設置位置とミラー４ａ
の距離を第１の実施例より離しておくことが望ましい。
これにより、マスクアライメント時にアパーチャ８の開
放口から漏れる露光光によりワークＷが露光されること
を防ぐことができる。
ジ４の大きさおよびそのＸ，Ｙ方向の移動量を第１の実
施例より大きくしておき、ワーク設置位置とミラー４ａ
の距離を第１の実施例より離しておくことが望ましい。
これにより、マスクアライメント時にアパーチャ８の開
放口から漏れる露光光によりワークＷが露光されること
を防ぐことができる。
【００５１】図８は本発明の第３の実施例のワークステ
ージ４を示す図である。同図はワークステージ４を上方
から見た図を示しており、本実施例においては、同図に
示すように、ミラー４ａをワークステージ４上のワーク
設置位置から完全に分離した位置に配置し、マスクアラ
イメント時に露光光（非露光光）照射装置１から露光光
をマスクＭ上に照射したとき、露光光がワークＷ上に照
射されないようにしたものである。
ージ４を示す図である。同図はワークステージ４を上方
から見た図を示しており、本実施例においては、同図に
示すように、ミラー４ａをワークステージ４上のワーク
設置位置から完全に分離した位置に配置し、マスクアラ
イメント時に露光光（非露光光）照射装置１から露光光
をマスクＭ上に照射したとき、露光光がワークＷ上に照
射されないようにしたものである。
【００５２】次に本実施例における露光処理について説
明する。なお、本実施例の露光装置は、図１のものから
マスクアライメント用部分照明系ＭＡ１を除去、もしく
は、図６のものからアパーチャ８を除去するとともに、
ワークステージ４上のミラーの大きさ／配置を変更し、
ワークステージ４のＸ，Ｙ方向の移動量を大としたもの
であり、その他の構成は図１、図６に示したものと同様
である。 (1) マスクＭをマスクステージ２に載せて固定する。 (2) 図９に示すように、ミラー４ａがマスクマークＭＡ
Ｍ投影位置に位置するようにワークステージ４をＸ，Ｙ
方向に移動させ、マスクマークＭＡＭ投影位置にミラー
４ａの位置を一致させる。 (3) 光学フィルタ１ｄが光路より離脱した状態で露光光
（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを開き、露光光
をマスクＭ上に照射する。なお、この段階ではワークス
テージ４にワークＷは載置されていない。 (4) ワークステージ４のミラー４ａの反射面が露光光の
マスクパターン投影面Ｚo に一致するようにワークステ
ージ４のＺ方向位置を移動する。 (5) アライメント・ユニット５を挿入する。 (6) アライメント・ユニット５の画像センサ５ｄにより
ワークステージ４のミラー４ａ上に投影されたマスクマ
ークＭＡＭを受像しその位置座標（ＸM ，ＹM ）を記憶
する。 (7) 露光光（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを閉
じ露光光の照射を停止する。 (8) ワークＷをワークステージ４上に載置しワークステ
ージ４上に固定する。 (9) ワークＷの表面がマスクパターン投影面Ｚo に一致
するようにワークステージ４をＺ軸方向に移動させる。 (10)図１０に示すようにマスクマークＭＡＭの投影位置
ＭＡＭＴにワークマークＷＡＭが一致するようにワーク
ステージ４をＸ，Ｙ方向に移動させ、ワークＷ位置の粗
調整する。 (11)アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１に非露光
光である照明光を導入し、非露光光によりワークＷ上の
ワークマークＷＡＭを照射する。 (12)ワークマークＷＡＭを画像センサ５ｄで受像し、そ
の位置座標（ＸW ，ＹW）を求める。 (13)アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１からの非
露光光の照射を停止する。 (14)マスクマークＭＡＭの位置座標（ＸM ，ＹM ）と求
めたワークマークＷＡＭの位置座標（ＸW ，ＹW ）とか
らワークＷとマスクＭの位置ズレを、上記ステップ(2)
(10) におけるワークステージ４の位置ズレ量を考慮し
て求める。なお、第１の実施例と同様、上記ステップ
(2)(10) におけるワークステージ４の位置ズレ量は図示
しないワークステージ移動機構に設けられたエンコーダ
カウント値等から既知である。 (15)マスクステージ２または／およびワークステージ４
をＸ，Ｙ，θ方向に駆動してマスクマークＭＡＭとワー
クマークＷＡＭの位置を一致させる。 (16)アライメントユニット５を退避させる。 (17)露光光照射装置１のシャッタを１ｃを開き、露光光
をマスクＭ上に照射し、露光を行う。露光終了後、シャ
ッタ１ｃを閉じる。 (18)次の露光区域が所定の露光位置にくるように、ワー
クステージ４を規定量だけ移動させる。 (19)前記(2) と同様、マスクマークＭＡＭ投影位置にミ
ラー４ａが位置するようにワークステージ４をＸ，Ｙ方
向に移動させる。 (20)露光光をマスクＭ上に照射する。。 (21)ワークステージ４のミラー４ａの反射面が露光光の
マスクパターン投影面Ｚo に一致するようにワークステ
ージ４のＺ方向位置を移動する。 (22)アライメント・ユニット５を挿入する。
明する。なお、本実施例の露光装置は、図１のものから
マスクアライメント用部分照明系ＭＡ１を除去、もしく
は、図６のものからアパーチャ８を除去するとともに、
ワークステージ４上のミラーの大きさ／配置を変更し、
ワークステージ４のＸ，Ｙ方向の移動量を大としたもの
であり、その他の構成は図１、図６に示したものと同様
である。 (1) マスクＭをマスクステージ２に載せて固定する。 (2) 図９に示すように、ミラー４ａがマスクマークＭＡ
Ｍ投影位置に位置するようにワークステージ４をＸ，Ｙ
方向に移動させ、マスクマークＭＡＭ投影位置にミラー
４ａの位置を一致させる。 (3) 光学フィルタ１ｄが光路より離脱した状態で露光光
（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを開き、露光光
をマスクＭ上に照射する。なお、この段階ではワークス
テージ４にワークＷは載置されていない。 (4) ワークステージ４のミラー４ａの反射面が露光光の
マスクパターン投影面Ｚo に一致するようにワークステ
ージ４のＺ方向位置を移動する。 (5) アライメント・ユニット５を挿入する。 (6) アライメント・ユニット５の画像センサ５ｄにより
ワークステージ４のミラー４ａ上に投影されたマスクマ
ークＭＡＭを受像しその位置座標（ＸM ，ＹM ）を記憶
する。 (7) 露光光（非露光光）照射装置１のシャッタ１ｃを閉
じ露光光の照射を停止する。 (8) ワークＷをワークステージ４上に載置しワークステ
ージ４上に固定する。 (9) ワークＷの表面がマスクパターン投影面Ｚo に一致
するようにワークステージ４をＺ軸方向に移動させる。 (10)図１０に示すようにマスクマークＭＡＭの投影位置
ＭＡＭＴにワークマークＷＡＭが一致するようにワーク
ステージ４をＸ，Ｙ方向に移動させ、ワークＷ位置の粗
調整する。 (11)アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１に非露光
光である照明光を導入し、非露光光によりワークＷ上の
ワークマークＷＡＭを照射する。 (12)ワークマークＷＡＭを画像センサ５ｄで受像し、そ
の位置座標（ＸW ，ＹW）を求める。 (13)アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１からの非
露光光の照射を停止する。 (14)マスクマークＭＡＭの位置座標（ＸM ，ＹM ）と求
めたワークマークＷＡＭの位置座標（ＸW ，ＹW ）とか
らワークＷとマスクＭの位置ズレを、上記ステップ(2)
(10) におけるワークステージ４の位置ズレ量を考慮し
て求める。なお、第１の実施例と同様、上記ステップ
(2)(10) におけるワークステージ４の位置ズレ量は図示
しないワークステージ移動機構に設けられたエンコーダ
カウント値等から既知である。 (15)マスクステージ２または／およびワークステージ４
をＸ，Ｙ，θ方向に駆動してマスクマークＭＡＭとワー
クマークＷＡＭの位置を一致させる。 (16)アライメントユニット５を退避させる。 (17)露光光照射装置１のシャッタを１ｃを開き、露光光
をマスクＭ上に照射し、露光を行う。露光終了後、シャ
ッタ１ｃを閉じる。 (18)次の露光区域が所定の露光位置にくるように、ワー
クステージ４を規定量だけ移動させる。 (19)前記(2) と同様、マスクマークＭＡＭ投影位置にミ
ラー４ａが位置するようにワークステージ４をＸ，Ｙ方
向に移動させる。 (20)露光光をマスクＭ上に照射する。。 (21)ワークステージ４のミラー４ａの反射面が露光光の
マスクパターン投影面Ｚo に一致するようにワークステ
ージ４のＺ方向位置を移動する。 (22)アライメント・ユニット５を挿入する。
【００５３】ついで、前記した(6) に戻り、(6) 〜(22)
の工程を繰り返し、ワークＷの各露光区域を露光する。
本実施例においては、上記のようにミラー４ａをワーク
ステージ４上のワーク設置位置から完全に分離した位置
に配置したので、マスクアライメント時に図１に示した
ようにマスクアライメント用部分照明系や図６に示した
ようにアパーチャ８を用いることなく露光光（非露光
光）照射装置１から露光光を照射することができる。
の工程を繰り返し、ワークＷの各露光区域を露光する。
本実施例においては、上記のようにミラー４ａをワーク
ステージ４上のワーク設置位置から完全に分離した位置
に配置したので、マスクアライメント時に図１に示した
ようにマスクアライメント用部分照明系や図６に示した
ようにアパーチャ８を用いることなく露光光（非露光
光）照射装置１から露光光を照射することができる。
【００５４】なお、各実施例における非露光光の照射
を、アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１を用いる
代わりに、光学フィルタ１ｄを介して露光光（非露光
光）照射装置１より行うこともできる。また、全ての実
施例において、マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡ
Ｍの位置を一致させる場合、ワークステージのみをＸ，
Ｙ，θ方向に駆動するのが望ましい。これは以下の理由
による。
を、アライメント・マーク用部分照明系ＷＡ１を用いる
代わりに、光学フィルタ１ｄを介して露光光（非露光
光）照射装置１より行うこともできる。また、全ての実
施例において、マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡ
Ｍの位置を一致させる場合、ワークステージのみをＸ，
Ｙ，θ方向に駆動するのが望ましい。これは以下の理由
による。
【００５５】一般に、マスクステージ、ワークステージ
とも、その移動量にはある程度の誤差が存在する。よっ
て、位置合わせのため所定量ステージを移動させた後、
再度マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭとの位置
関係を確認し、位置ずれ量が許容値以下でない場合、再
び位置合わせを行う必要がある。ワークステージのみを
駆動する場合は、非露光光をワークマークＷＡＭに再度
照射してその位置座標（ＸＷ，ＹＷ）を記憶して、予め
記憶しておいたマスクマークの位置座標（ＸＭ，ＹＭ）
と比較することが可能である。
とも、その移動量にはある程度の誤差が存在する。よっ
て、位置合わせのため所定量ステージを移動させた後、
再度マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭとの位置
関係を確認し、位置ずれ量が許容値以下でない場合、再
び位置合わせを行う必要がある。ワークステージのみを
駆動する場合は、非露光光をワークマークＷＡＭに再度
照射してその位置座標（ＸＷ，ＹＷ）を記憶して、予め
記憶しておいたマスクマークの位置座標（ＸＭ，ＹＭ）
と比較することが可能である。
【００５６】一方、マスクステージを駆動する場合に
は、露光光をマスクマークＭＡＭに照射してその投影像
の位置座標（ＸＭ，ＹＭ）の位置を記憶する必要があ
る。しかしながら、この再位置合わせの場合は上記投影
像をワーク上に投影しなければならず、ワーク上のレジ
ストが感光してしまう。よって、マスクステージを駆動
する場合には、別途レーザ干渉計等の測長手段によりマ
スクステージの移動量を計測してそのデータをもとに再
調整したり、あるいは高精度の移動精度をもつステージ
をマスクステージとして採用する必要がある。
は、露光光をマスクマークＭＡＭに照射してその投影像
の位置座標（ＸＭ，ＹＭ）の位置を記憶する必要があ
る。しかしながら、この再位置合わせの場合は上記投影
像をワーク上に投影しなければならず、ワーク上のレジ
ストが感光してしまう。よって、マスクステージを駆動
する場合には、別途レーザ干渉計等の測長手段によりマ
スクステージの移動量を計測してそのデータをもとに再
調整したり、あるいは高精度の移動精度をもつステージ
をマスクステージとして採用する必要がある。
【００５７】従って、通常は、ワークステージのみを駆
動して位置合わせが行われることが多い。
動して位置合わせが行われることが多い。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
ワークステージ上であってワーク固定領域から離れた位
置に反射部材を設け、反射部材にマスクのアライメント
・マークを投影してその相対位置を検出／記憶し、つい
で、ワークが載置されたワークステージを、マスク上の
アライメント・マークが上記ワーク上に投影される位置
に移動させ、非露光光をワークのアライメント・マーク
へ照射し、ワークのアライメント・マークの相対位置を
検出／記憶し、マスクのアライメント・マークとワーク
のアライメント・マークの相対位置データを演算し、該
両アライメント・マークが重なるようにワークおよび／
またはマスクを移動させるようにしたので、以下の効果
を得ることができる。 （１）平行平面板を使用することなく、また、投影レン
ズの特性に依存せずに高精度なマスクとワークの位置合
わせを行うことができる。
ワークステージ上であってワーク固定領域から離れた位
置に反射部材を設け、反射部材にマスクのアライメント
・マークを投影してその相対位置を検出／記憶し、つい
で、ワークが載置されたワークステージを、マスク上の
アライメント・マークが上記ワーク上に投影される位置
に移動させ、非露光光をワークのアライメント・マーク
へ照射し、ワークのアライメント・マークの相対位置を
検出／記憶し、マスクのアライメント・マークとワーク
のアライメント・マークの相対位置データを演算し、該
両アライメント・マークが重なるようにワークおよび／
またはマスクを移動させるようにしたので、以下の効果
を得ることができる。 （１）平行平面板を使用することなく、また、投影レン
ズの特性に依存せずに高精度なマスクとワークの位置合
わせを行うことができる。
【００５９】さらに、マスクマークＭＡＭとワークマー
クＷＡＭの位置を個別に検出しているので、マスクマー
クＭＡＭもしくはマスクパターン等に影響されてワーク
マークの識別が困難になることがなく、マスクマークと
ワークマークの相対位置を容易に検出することができ
る。このため、オートアライメントにおいて、短時間に
高精度な位置合わせを行うことができる。 （２）本発明を逐次露光に適用し、ワークの固定領域か
ら離れた位置に設置された反射部材を利用してマスクの
アライメント・マークの相対位置を検出／記憶すること
により、ワーク上の各露光区域の露光処理を行う際、ワ
ークをワークステージ上に固定したままでマスクマーク
の投影像を受像して該位置を記憶することができる。こ
のため、アライメント・ユニットの挿入位置の精度に影
響されずに、高精度なアライメントを行うことができ
る。
クＷＡＭの位置を個別に検出しているので、マスクマー
クＭＡＭもしくはマスクパターン等に影響されてワーク
マークの識別が困難になることがなく、マスクマークと
ワークマークの相対位置を容易に検出することができ
る。このため、オートアライメントにおいて、短時間に
高精度な位置合わせを行うことができる。 （２）本発明を逐次露光に適用し、ワークの固定領域か
ら離れた位置に設置された反射部材を利用してマスクの
アライメント・マークの相対位置を検出／記憶すること
により、ワーク上の各露光区域の露光処理を行う際、ワ
ークをワークステージ上に固定したままでマスクマーク
の投影像を受像して該位置を記憶することができる。こ
のため、アライメント・ユニットの挿入位置の精度に影
響されずに、高精度なアライメントを行うことができ
る。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】ワークステージ上のミラーの配置を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の露光装置を制御するシステムの構成を
示す図である。
示す図である。
【図４】マスク・アライメント・マーク受像時のワーク
ステージの位置を示す図である。
ステージの位置を示す図である。
【図５】ワーク・アライメント・マーク受像時のワーク
ステージの位置を示す図である。
ステージの位置を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図７】第２の実施例に使用されるアパーチャを示す図
である。
である。
【図８】本発明の第３の実施例のワークステージ４を示
す図である。
す図である。
【図９】マスク・アライメント・マーク受像時のワーク
ステージの位置を示す図である。
ステージの位置を示す図である。
【図１０】ワーク・アライメント・マーク受像時のワー
クステージの位置を示す図である。
クステージの位置を示す図である。
【図１１】従来の露光装置の構成を示す図であり、
【図１２】マスクパターン投影面上のアライメント・マ
ークの位置を示す図である。
ークの位置を示す図である。
【図１３】平行平面板によるピント位置のずれを示す図
である。
である。
【図１４】反射部材を利用して位置合わせを行う露光装
置の構成を示す図である。
置の構成を示す図である。
【図１５】アライメント・ユニットの停止位置と結像位
置の関係を示す図である。
置の関係を示す図である。
１ 露光光（非露光光）照射装置 １ａ ランプ １ｂ 集光鏡 １ｃ シャッタ １ｄ 光学フィルタ １ｅ コンデンサレンズ ２ マスクステージ ３ 投影レンズ ４ ワークステージ ４ａ ミラー ５ アライメント・ユニット ５ａ，６ｂ，７ｂ レンズ ５ｂ 対物レンズ ５ｃ，５ｅ ハーフミラー ５ｄ 画像センサ ６ａ，７ａ 光ファイバ ６ｃ，７ｃ ミラー ８ アパーチャ １１ 操作パネル １２ 演算装置 １３ ステージ制御部 １４ 画像処理部 １５ モニタ Ｍ マスク ＭＡＭ マスクマーク Ｗ ワーク ＷＡＭ ワークマーク ＷＡ１ アライメント・マーク用部分照明
系 ＭＡ１ マスクアライメント用部分照明系
系 ＭＡ１ マスクアライメント用部分照明系
Claims (4)
- 【請求項１】 第１の光照射部より露光光をマスクのア
ライメント・マークに照射し、 ワークステージ上であってワーク固定領域から離れた位
置に設けられた反射部材にマスクのアライメント・マー
クを投影して、該投影像を受像・画像処理して、その相
対位置を検出／記憶し、 第１の光照射部からの露光光の放出を停止したのち、ワ
ークが載置されたワークステージを、マスク上のアライ
メント・マークが上記ワーク上に投影される位置に移動
させ、上記第１の光照射部もしくは第２の光照射部より
非露光光をワークのアライメント・マークへ照射し、 ワークのアライメント・マークを受像・画像処理して、
相対位置を検出／記憶し、 該両アライメント・マークの相対位置データを演算し
て、該両アライメント・マークが重なるようにワークお
よび／またはマスクを移動させることを特徴とするマス
クとワークの位置合わせ方法。 - 【請求項２】 複数の露光区域を有するワークが載置さ
れたワークステージを所定量ずつ移動させることによ
り、ワーク上の上記各露光区域を露光位置に順次移動さ
せ、露光光をマスク上に照射して、ワーク上の各露光区
域を逐次露光するに際し、 ワークステージ上のワーク固定領域から離れた位置に反
射部材を配置し、露光光をマスクのアライメント・マー
クに照射したときに該アライメント・マークが上記反射
部材上に投影される位置にワークステージを移動させ、 第１の光照射部より露光光をマスクのアライメント・マ
ークに照射し、上記反射部材にマスクのアライメント・
マークを投影して、該投影像を受像・画像処理して、そ
の相対位置を検出／記憶し、 第１の光照射部からの露光光の放出を停止し、ワークス
テージ上に載置されたワーク上に前記マスクのアライメ
ント・マークの投影像の位置がくるように前記ワークを
移動させ、上記第１の光照射部もしくは第２の光照射部
より非露光光をワークのアライメント・マークへ照射し
て、ワークのアライメント・マークを受像・画像処理し
て、その相対位置を検出／記憶し、 上記両アライメント・マークの相対位置データを演算し
て、該両アライメント・マークが重なるようにワークお
よび／またはマスクを移動させて、マスクとワークの位
置合わせを行うことを特徴とするマスクとワークの位置
合わせ方法。 - 【請求項３】 マスクと該マスクを移動させるマスクス
テージと、 投影レンズと、ワークと該ワークを移動させるワークス
テージと、 非露光光もしくは露光光をマスクのアライメント・マー
クおよび／またはマスクパターンに照射する第１の光照
射部と、 ワークステージ上のワーク固定領域から離れた位置に設
けられ、上記第１の光照射部から放出される露光光によ
るマスクのアライメント・マークの投影像が結像する反
射部材と、 マスクのアライメント・マークの投影像を受像するとと
もに、上記第１の光照射部もしくは第２の光照射部から
放出される非露光光により照明されるワークのアライメ
ント・マークを受像する受像手段と、 上記受像手段が受像した画像データに基づき、マスクお
よび／またはワークを移動させ、また上記第１の光照射
部からの露光光の放出を制御する制御手段とを備え、 上記制御手段は、マスクのアライメント・マークの投影
位置に上記反射部材が配置されるようにワークステージ
を移動させ、第１の光照射部より露光光をマスク上に照
射して、上記反射部材に投影されるマスクのアライメン
ト・マーク投影像を受像・画像処理して、その相対位置
を検出／記憶し、 第１の光照射部からの露光光の放出を停止したのち、マ
スク上のアライメント・マークが上記ワーク上に投影さ
れる位置にワークを移動させ、上記第１の光照射部もし
くは第２の光照射部より非露光光をワークのアライメン
ト・マークへ照射し、ワークのアライメント・マークを
受像・画像処理して、相対位置を検出／記憶し、 該両アライメント・マークの相対位置データを演算し
て、該両アライメント・マークが重なるようにワークお
よび／またはマスクを移動させ、マスクとワークの位置
合わせを行うことを特徴とするマスクとワークの位置合
わせ装置。 - 【請求項４】 マスクと該マスクを移動させるマスクス
テージと、 投影レンズと、複数の露光区域を有するワークと、該ワ
ークを移動させるワークステージと、 非露光光もしくは露光光をマスクのアライメント・マー
クおよび／またはマスクパターンに照射する第１の光照
射部と、 ワークステージ上のワーク固定領域から離れた位置に設
けられ、上記第１の光照射部から放出される露光光によ
るマスクのアライメント・マークの投影像が結像する反
射部材と、 マスクのアライメント・マークの投影像を受像するとと
もに、上記第１の光照射部もしくは第２の光照射から放
出される非露光光により照明されるワークのアライメン
ト・マークを受像する受像手段と、 ワークが載置されたワークステージを所定量ずつ移動さ
せてワーク上の上記各露光区域を露光位置に順次移動さ
せ、上記受像手段が受像した画像データに基づきマスク
とワークのアライメント・マークが重なるようにワーク
および／またはマスクを移動させてマスクとワークの位
置合わせを行い、露光光をマスク上に照射させてワーク
上の各露光区域に逐次露光させる制御手段とを備え、 上記制御手段は、マスクのアライメント・マークの投影
位置に上記反射部材が配置されるようにワークステージ
を移動させ、第１の光照射部より露光光をマスク上に照
射して、上記反射部材に投影されるマスクのアライメン
ト・マーク投影像を受像・画像処理して、その相対位置
を検出／記憶し、 第１の光照射部からの露光光の放出を停止したのち、マ
スクのアライメント・マークの投影位置に、ワーク上の
露光対象となる露光区域が位置するようにワークを移動
させ、上記第１の光照射部もしくは第２の光照射部より
非露光光をワークのアライメント・マークへ照射し、ワ
ークのアライメント・マークを受像・画像処理して、相
対位置を検出／記憶し、 該両アライメント・マークの相対位置データを演算し
て、該両アライメント・マークが重なるようにワークお
よび／またはマスクを移動させマスクとワークの位置合
わせを行うことを特徴とするマスクとワークの位置合わ
せ装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7239783A JP2994991B2 (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | マスクとワークの位置合わせ方法および装置 |
| TW085109817A TW448345B (en) | 1995-09-19 | 1996-08-13 | Method for aligning a mask relative to a workpiece and device thereof |
| EP96115086A EP0764885B1 (en) | 1995-09-19 | 1996-09-19 | Process for positioning of a mask relative to a workpiece and projection exposure apparatus for performing the process |
| US08/715,966 US5881165A (en) | 1995-09-19 | 1996-09-19 | Process for the positioning of a mask relative to a workpiece and device for executing the process |
| KR1019960040863A KR100422722B1 (ko) | 1995-09-19 | 1996-09-19 | 마스크와작업편의위치맞춤방법및장치 |
| DE69605512T DE69605512T2 (de) | 1995-09-19 | 1996-09-19 | Verfahren zur Positionierung einer Maske bezüglich eines Werkstücks und Projektionsbelichtungsapparat zur Durchführung des Verfahrens |
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|---|---|---|---|
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