KR100413035B1 - 마스크와작업편의위치맞춤방법및장치 - Google Patents

마스크와작업편의위치맞춤방법및장치 Download PDF

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Abstract

더미를 사용하지 않고, 얼라이먼트용의 광원으로써 다색광을 사용할 수 있고, 수차보정의 필요가 없는 위치맞춤방법 및 장치를 제공하기 위해 작업편(W)을 제거한 상태에서 광 조사부(LH2)에서 노광 파장광을 마스크(M2)에 조사하고, 적어도 작업편측이 텔리센트릭인 투영 렌즈(L1, L2)를 통하여 마스크(M1)에 투영시켜, 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)의 투영상과 마스크(M1)의 얼라이먼트 마크(MA1)가 중첩되도록 마스크(M1)(마스크M2)를 이동시킨다. 또, 상기 조사광을 빔 스플릿터(BS)에 의해 분기하여, 얼라이먼트 마크(MA2)의 위치를 기억 해둔다. 다음에, 노광 파장광의 방출을 정지하고, 작업편(W)을 소정위치에 삽입하여, 광 조사부(LE)로 부터 다색 비노광 파장광을 조사하여 작업편(W)의 얼라이먼트 마크(WA1)의 위치를 검출하고, 기억 해둔 얼라이먼트 마크(MA2)의 위치와 중첩되도록 작업편(W)을 이동시킨다.

Description

마스크와 작업편의 위치맞춤 방법 및 장치
본 발명은 반도체장치나 프린트기판, LCD(액정표시장치)의 생산등에 사용되는 노광장치에 있어서의 마스크와 마스크 또는 마스크와 작업편의 위치맞춤방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체소자나 액정화면, 잉크 젯방식의 프린터 헤드, 1장의 기판상에 다종다수의 전기소자를 제작하여 1개의 모듈로 하는 멀티 팁 모듈등, 미크론 싸이즈의 가공이 필요한 다양한 전기부품의 제작공정에 노광공정이 사용되고 있다.
이 노광방식의 하나로써, 1장의 작업편의 양면에 상하로 배치한 마스크의 패턴을 전사하는 양면 노광방식이 채용된다.
상기 양면 노광방식에서는 상하로 배치된 마스크의 위치를 맞추고, 작업편 표면 및 이면에 전사하는 패턴끼리 위치를 맞춘다. 이어서, 마스크와 작업편의 위치를 맞추고, 작업편상의 앞에 형성한 패턴에 대해, 다음에 전사할 패턴을 정확하게 위치맞춤한다.
상기 위치맞춤은 통상 마스크와 마스크 및 마스크와 작업편의 얼라이먼트 마크를 중첩시키도록 하고 있다.
도6은 상기한 양면 노광방식에서의 종래의 마스크와 마스크, 마스크와 작업편의 위치맞춤을 설명하는 도면이다.
동 도면에서 M1은 상부 마스크, M2는 하부 마스크, L1,L2는 각각 투영렌즈, A1,A2는 얼라이먼트 유니트이고, 예를들면 미러와 2개의 렌즈와 화상 센서(CCD)로 구성된다. D는 마스크(M1)와 마스크(M2)의 위치를 맞추기 위한 더미, DAM은 더미(D)에 표시된 더미 얼라이먼트 마크이다.
도6에서 마스크와 마스크, 마스크와 작업편의 위치맞춤은 다음과 같이 행해진다.
A. 마스크와 마스크의 위치맞춤
(1)투영렌즈(L1), 투영렌즈(L2)사이에 양면에 얼라이먼트 마크(DAM)가 표시된 더미(D)를 삽입한다.
(2)노광 파장광을 조사하고, 더미의 양면에 상부 마스크(M1)와 하부 마스크(M2)의 각각의 얼라이먼트 마크(MA1, MA2)를 투영한다.
(3)얼라이먼트 유니트(A1,A2)를 투영렌즈(L1, L2)와 더미(D)사이에 각각 삽입한다.
(4)더미(D)상의 투영상을 얼라이먼트 유니트(A1, A2)의 화상센서로 모니터하면서, 상부 마스크(M1)와 하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA1, MA2)의 투영상과 더미의 얼라이먼트 마크(DAM)가 중첩하도록, 상부 마스크(M1)와 하부 마스크(M2)를 도시하지 않은 마스크 스테이지 이동기구에 의해 이동시켜, 위치를 맞춘다.
B. 마스크와 작업편의 위치맞춤
(1)더미(D) 및 얼라이먼트 유니트(A2)를 퇴피시켜, 더미(D)대신에 작업편을 삽입한다. 작업편상에는 상기 마스크의 얼라이먼트 마크와 위치를 맞추기 위한 작업편 얼라이먼트 마크가 표시되어 있다.
(2)상부 마스크(M1), 투영렌즈(L1)를 통하여 비노광 파장광을 조사한다.
(3)투영렌즈(L1)는 노광 파장광에 대해 광학설계되어 있으므로 (투영렌즈(L2)도 마찬가지)수차가 발생하고, 마스크(M1)의 얼라이먼트 마크(MA1)의 결상위치와 작업편 상면위치가 편의(偏倚, deviaton)된다. 그래서, 도시하지 않은 Z축 이동기구에 따라, 상부 마스크(M1)와 투영렌즈(L1)를 동시에 Z축 방향(도6의상하방향)으로 이동시켜, 상기 편의를 보정한다(이 원리에 대해서는 일본국 특원평 6-242532호 참조).
(4)얼라이먼트 유니트(A1)의 화상센서로 모니터하면서 작업편 상부면의 작업편 얼라이먼트 마크와 상부 마스크(M1)의 얼라이먼트 마크(MA1)의 투영상이 일치하도록 작업편을 움직여 얼라이먼트를 한다.
(5)얼라이먼트 유니트(A1)를 퇴피시켜 상기(3)에서 이동시킨 상부 마스크(M1)와 렌즈(L1)를 원래 위치로 되돌린다.
그런데, 상기한 종래기술에는 다음과 같은 문제가 있었다.
A. 상하부 마스크의 위치맞춤상의 문제점
(1)양면의 얼라이먼트 마크(DAM)가 소정의 위치관계에 있는 더미(D)를 제작하기 어렵다.
(2)작업편의 두께는 반드시 일정하지 않고, 다양한 두께가 있다. 따라서, 작업편의 두께마다 더미(D)를 준비할 필요가 있다. 또, 작업편에 따라서는 얼라이먼트 마크의 위치가 다른 것이 있고, 작업편의 얼라이먼트 마크마다 더미를 준비할 필요가 있다.
특히 작업편과 두께가 다른 더미(D)를 사용하여 얼라이먼트를 할 경우에는 작업편의 양면을 동시에 노광할 수 없고, 순차적으로 노광된다. 즉 작업편의 1면에 대해 얼라이먼트를 행하고 노광한 후에, 투영렌즈 및 작업편의 위치를 Z축 방향으로 이동시켜 작업편의 다른면을 노광할 필요가 있다.
(3)온도변화에 따라 상하 마스크의 위치관계의 편의를 보정하기 위해 2-5분마다 상하부 마스크의 위치맞춤을 할 필요가 있고, 그 때에 더미를 삽입할 필요가 있다.
특히, 장치의 입상시에는 장치내부의 온도변화가 심하고, 빈번하게 상기 위치편의의 보정을 할 필요가 있다.
B. 상하 마스크와 작업편의 위치맞춤 및 양면노광시의 문제점
(1)작업편의 얼라이먼트를 행할 시, 비노광 파장광을 사용하고 있으므로, 상기 종래기술의 (3)에서 기술한 수차보정을 얼라이먼트때에 행하지 않으면 안된다.
또, 노광 파장광(예를들면 g선)에 대해 고해상도를 실현하고 또 도7에 도시하는 바와같은 노광 파장광과 비노광 파장광(예를들면 e선)의 양쪽에 대해 수차가 작은 투영렌즈를 사용하면, 상기 수차보정을 할 필요가 없지만, 이와같은 렌즈의 제작은 어렵다.
(2)비노광 파장광은 단색광일 필요가 있다. 즉, 도8에 도시하는 바와같이, 비노광 파장광에 어느 정도의 파장폭(△λ)이 있으면, 결상위치에 폭(△Z)이 생겨(수차가 커지고), 결과로써 편의된다. 이 때문에, 비노광 파장광에는 단색광을 사용할 필요가 있다. 단색광으로써의 파장폭은 전체파장에 대해 반치폭의 ±2nm정도이다.
그러나, 단색광을 사용하였을 경우, 포토 레지스트 표면에서 반사하는 광과 작업편 표면(또는 밑바탕표면)에서 반사하는 광이 간섭을 일으킨다.
즉, 레지스트의 막두께는 1-5μm정도이지만, 막 두께의 편차는 도9에 도시하는 바와같이 0.1μm-0.2μm정도 존재한다. 이 때문에, 레지스트 막 두께의 편차에 의해, 예를들면 도10에 도시하는 바와같이 간섭줄무늬가 발생하여, 얼라이먼트가 편의된다.
(3)가령 얼라이먼트광으로써 노광파장광을 조사할 경우는 별도부분 조명용 노광 파장광 조사 유니트를 설치하여 상부 마스크(M1)의 위에 삽입하고, 상부 마스크(M1)의 얼라이먼트 마크를 조사할 필요가 있다. 그러나 부분 조명용 노광 파장광 조사 유니트를 사용해도 위치를 맞출 때 작업편의 얼라이먼트 마크의 주변 레지스트가 감광되어 버리므로, 작업편상의 위치맞춤에 사용되는 영역에 회로패턴등을 형성할 수 없어, 이용할 수 있는 영역이 작아진다.
(4)노광 파장광은 포토 레지스트에 흡수되기 쉬우므로, 노광 파장광을 사용할 경우는, 작업편 표면(또는 밑바탕표면)까지 광이 도달하기 어려워서, 얼라이먼트 마크의 검출이 곤란해 진다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 제1목적은 더미를 사용하지 않고, 또, 온도변화에 따른 상하 마스크의 위치관계의 편의를 용이하게 수정할 수 있는 마스크와 마스크의 위치맞춤방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제2목적은 수차보정이 필요치 않고 또, 노광 파장광과 비노광 파장광의 양쪽에 대해 수차가 작은 투영렌즈를 제작할 필요가 없는 상하 마스크와 작업편의 위치맞춤 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3의 목적은 얼라이먼트용의 광원으로써 다색광을 사용할 수 있고, 레지스트의 막두께의 편차에 기인하는 간섭줄무늬가 발생하지 않으며 얼라이먼트 마크의 검출이 용이한 상하 마스크와 작업편의 위치맞춤 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제4의 목적은 위치맞춤시에 작업편상의 레지스트가 감광하지 않고, 위치맞춤에 사용되는 영역에 회로 패턴을 형성할 수 있는 상하 마스크와 작업편의 위치맞춤 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
도1은 본 발명의 실시예의 위치맞춤장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도2는 편(한쪽) 텔리센트릭 렌즈를 사용한 실시예를 도시하는 도면이다.
도3은 본 발명의 실시예의 시스템 구성을 도시하는 도면이다.
도4는 마스크와 마스크의 위치맞춤시의 상태를 도시하는 도면이다.
도5는 빔 스플릿터에 의한 광로편의를 설명하는 도면이다.
도6은 종래예를 도시하는 도면이다.
도7은 g선과 e선의 양쪽에 대해 수차가 작은 투영렌즈의 특성을 도시하는 도면이다.
도8은 비노광 파장광에 파장폭이 있는 광을 사용한 경우의 결상위치를 도시하는 도면이다.
도9는 포토 레지스트의 막두께의 편차를 도시하는 도면이다.
도10은 간섭줄무늬와 얼라이먼트 마크가 중첩된 상태를 도시하는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명
LH1.......상부 램프 하우스 LH2......하부 램프 하우스
L1,L2..... 투영렌즈 M1.......상부 마스크
M2....... 하부 마스크 MA1......상부 마스크의 얼라이먼트 마크
MA2......하부 마스크의 얼라이먼트 마크 W.......작업편
WA1......작업편 상부면의 얼라이먼트 마크
WA2......작업편 하부면의 얼라이먼트 마크
A1......얼라이먼트 유니트 A2.......얼라이먼트 유니트
BS....... 빔 스플릿터 HM1..... 하프 미러
HM2 .....하프 미러 CCD1..... 수상수단
CCD2......수상수단 LE....... 다색 비노광 파장광 조사수단
AD1 ..... 얼라이먼트 유니트 삽탈기구
AD2...... 얼라이먼트 유니트 삽탈기구
MSD1..... 상부 마스크 스테이지 이동기구
MSD2..... 하부 마스크 스테이지 이동기구
M/LD..... 마스크/투영렌즈 이동기구 WSD.....작업편 스테이지 이동기구
C ...... 제어장치 GC ..... 화상처리장치
M....... 모니터
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 청구항1의 발명은 광 조사부에서 노광 파장광을 제1마스크의 얼라이먼트 마크에 조사하고, 제2마스크의 얼라이먼트 마크와 적어도 마스크측과 반대측이 텔리센트릭인 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈를 통하여 제2 마스크에 투영되는 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상ㆍ 화상처리하여 그 상대위치를 검출하고, 상기 양 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타를 연산하여, 상기 양 얼라이먼트 마크가 중첩되도록 제2의 마스크 및 또는 제1마스크를 이동시킴으로써 마스크와 마스크의 위치를 맞추도록 한 것이다.
본 발명의 청구항2의 발명은 작업편을 제거한 상태에서 제1의 광 조사부에서 노광 파장광을 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 조사하고, 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와 적어도 작업편측이 텔리센트릭인 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈를 통하여 제2 마스크에 투영되는 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상해서, 양 얼라이먼트 마크의 상대위치를 검출하여, 상기 양 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여, 상기 양 얼라이먼트 마크가 중첩되도록 제2 마스크 및 또는 제1마스크를 이동시키고, 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 대한 조사광을 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈 사이에서 분기 또는 되돌아 가게 해서, 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크를 수상하여, 그 상대위치를 검출/기억 해두고, 제1의 광 조사부로 부터의 노광 파장광의 방출을 정지해서 작업편을 제1,제2 투영렌즈사이의 소정위치에 삽입하고, 제2 광 조사부로 부터 비노광 파장광을 작업편의 얼라이먼트 마크에 조사하고, 상기 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상하여 그 상대위치를 검출/기억하고, 먼저 기억 해둔 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타와 상기 작업편의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여, 양자가 중첩되도록 작업편을 이동시킴으로써, 마스크와 작업편의 위치맞춤을 행하도록 한 것이다.
본 발명의 청구항3의 발명은 작업편을 제거한 상태에서 제1 광 조사부에서 노광 파장광을 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 조사하고, 상기 제1마스크의 얼라이먼트 마크에 대한 조사광을 적어도 작업편측이 텔리센트릭인 제1 투영렌즈를 통과시켜, 상기 통과광을 제1 분기광과 제2의 분기광으로 분기하고, 상기 제1 분기광을 적어도 작업편측이 텔리센트릭인 제2 투영렌즈를 통과시켜 제2 마스크에 투영되는 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상과 제2 마스크의 얼라이먼트 마크를 수상하여, 양 얼라이먼트 마크의 상대위치를 검출하고, 상기 제2 분기광을 사용하여 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크를 수상해서, 그 상대위치를 검출/기억 해 두고, 상기 양 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여 상기 양 얼라이먼트 마크가 중첩되도록 제2 마스크 및 또는 제1 마스크를 이동시켜, 제1 광 조사부로 부터의 노광 파장광의 방출을 정지해서, 작업편을 제1, 제2의 투영렌즈사이의 소정위치에 삽입하여, 제2 광 조사부로 부터 비노광 파장광을 작업편의 얼라이먼트 마크에 조사하고, 상기 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상해서, 그 상대위치를 검출/기억하고, 먼저 기억 해 둔 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타와 상기 작업편의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여, 양자가 중첩되도록 작업편을 이동시킴으로써, 마스크와 작업편의 위치맞춤을 행하도록 한 것이다.
본 발명의 청구항4의 발명은 마스크와 마스크의 위치맞춤장치에서 제1 마스크와 상기 제1 마스크를 이동시키는 제1 마스크 스테이지 이동기구와, 적어도 마스크측과 반대측이 텔리센트릭인 제1 투영렌즈와 제2 마스크와 상기 제2 마스크를 이동시키는 제2 마스크 스테이지 이동기구와, 적어도 마스크측과 반대측이 텔리센트릭인 제2 투영렌즈와, 노광 파장광을 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 조사하는 광 조사부와, 상기 광 조사부로 부터 방출되는 노광 파장광에 의해 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상함과 동시에, 제2 마스크의 얼라이먼트 마크를 수상하는 수상수단과 상기 수상수단이 수상한 화상 데이타에 의거하여, 제1 마스크 스테이지 이동기구 및 또는 제2 마스크 스테이지 이동기구를 제어하는 제어수단을 구비하고, 상기 제어수단이 상기 광 조사부가 노광 파장광을 방출하고 있을 때, 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈를 통하여 제2 마스크에 투영되는 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상 화상처리하여 그 상대위치를 검출하고, 상기 양 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타를 연산하여 상기 양 얼라이먼트 마크가 중첩되도록 제2 마스크 및 또는 제1 마스크를 이동시키도록 구성한 것이다.
본 발명의 청구항5의 발명은 마스크와, 작업편의 위치맞춤 장치에서 제1 마스크와 상기 제1 마스크를 이동시키는 제1 마스크 스테이지 이동기구와, 적어도 마스크와 반대측이 텔리센트릭인 제1 투영렌즈와, 작업편과 상기 작업편을 이동시키는 작업편 스테이지 이동기구와, 제2 마스크와, 상기 제2 마스크를 이동시키는 제2 마스크 스테이지 이동기구와, 적어도 마스크와 반대측이 텔리센트릭인 제2 투영렌즈와, 노광 파장광을 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 조사하는 제1 광 조사부와, 비노광 파장광을 작업편의 얼라이먼트 마크에 조사하는 제2 광 조사부와, 상기 제1 광 조사부로 부터 방출되는 노광 파장광에 의해 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상함과 동시에, 상기 제2마스크의 얼라이먼트 마크를 수상하는 제1수상수단과, 상기 제1마스크의 얼라이먼트 마크의 조사광을 제1투영렌즈 및 제2투영렌즈 사이에서 분기시키는 광 분기수단 또는 상기 조사광을 되돌리는 광되돌림 수단과, 상기 분기수단에 의해 분기된 분기광 또는 상기 광되돌림 수단에 의해 되돌려진 되돌림광에 의한 상기 제1마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상함과 동시에, 상기 제2 광 조사부로 부터 방출되는 비노광 파장광에 의한 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상하는 제2 수상수단과 상기 제1 수상수단이 수상한 화상데이타에 의거하여 제1 마스크 스테이지 이동기구 및 또는 제2 마스크 스테이지 이동기구를 제어함과 동시에, 상기 제2 수상수단이 수상한 화상 데이타에 의거하여 작업편 스테이지 이동기구를 제어하는 제어수단을 구비하고, 상기 제어수단이 작업편을 제거한 상태에서 상기 제1 광 조사부로 부터 노광 파장광을 방출시키고, 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와 제1 투영 렌즈 및 제2 투영렌즈를 통하여 제2 마스크에 투영되는제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상ㆍ 화상처리해서 그 상대위치를 검출하여, 상기 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상의 상대위치 데이타를 연산해서, 양자가 중첩되도록 제2 마스크 및 또는 제1 마스크를 이동시키고, 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 대한 조사광을 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈의 사이에서 분기시킨 분기광 또는 되돌려진 되돌림광에 의한 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상ㆍ 화상처리하여 그 상대위치를 검출/기억하고, 제1 광 조사부로 부터의 노광 파장광의 방출을 정지하고, 작업편을 제1, 제2의 투영렌즈 사이의 소정위치에 삽입하고, 제2 광 조사부로 부터 비노광 파장광을 방출시켜, 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상ㆍ화상처리해서 그 상대위치를 검출하고, 먼저 기억 해 둔 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타와 상기 작업편의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여, 양자가 중첩되도록 작업편을 이동시키도록 구성한 것이다.
본 발명의 청구항6의 발명은 마스크와, 작업편의 위치맞춤 장치에서 제1 마스크와 상기 제1 마스크를 이동시키는 제1 마스크 스테이지 이동기구와 적어도 마스크와 반대측이 텔리센트릭인 제1 투영렌즈와, 작업편파 상기 작업편을 이동시키는 작업편 스테이지 이동기구와, 제2 마스크와, 상기 제2 마스크를 이동시키는 제2 마스크 스테이지 이동기구와, 적어도 마스크와 반대측이 텔리센트릭인 제2 투영렌즈와, 노광 파장광을 제1마스크의 얼라이먼트 마크에 조사하는 제1 광 조사부와, 비노광 파장광을 작업편의 얼라이먼트 마크에 조사하는 제2 광 조사부와, 상기 제1 광 조사부로 부터 방출되는 노광 파장광에 의해 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의투영상을 수상함과 동시에, 제2 마스크의 얼라이먼트 마크를 수상하는 제1 수상수단과 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 조사광을 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈의 사이에서 분기시키는 광 분기수단과, 상기 광 분기수단에 의해 분기된 분기광에 의한 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상함과 동시에, 상기 제2 광 조사부로 부터 방출되는 비노광 파장광에 의한 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상하는 제2 수상수단과, 상기 제1 수상수단이 수상한 화상 데이타에 의거하여 제1 마스크 스테이지 이동기구 및 또는 제2 마스크 스테이지 이동기구를 제어함과 동시에, 상기 제2 수상수단이 수상한 화상 데이타에 의거하여 작업편 스테이지 이동기구를 제어하는 제어수단을 구비하고, 상기 제어수단이 작업편을 제거한 상태에서 상기 제1 광 조사부로 부터 노광 파장광을 방출시키고, 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈를 통하여 제2 마스크에 투영되는 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상ㆍ 화상처리해서 그 상대위치를 검출하고, 동시에 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 대한 조사광을 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈의 사이에서 분기시킨 분기광에 의한 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상ㆍ 화상처리해서 그 상대위치를 검출/ 기억 해 두고, 상기 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상의 상대위치 데이타를 연산하여, 양자가 중첩되도록 제2 마스크 및 또는 제1 마스크를 이동시켜, 제1 광 조사부로 부터의 노광 파장광의 방출을 정지하고 작업편을 제1, 제2 투영렌즈 사이의 소정위치에 삽입하고, 제2 광 조사부로 부터 비노광 파장광을 방출시켜, 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상 화상처리해서 그 상대위치를 검출하고, 먼저 기억 해 둔 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타와 상기 작업편의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여 양자가 중첩되도록 작업편을 이동시키는 구성이다.
본 발명의 청구항1 및 청구항4의 발명에서는 광 조사부에서 노광 파장광을 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 조사하고, 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와 적어도 마스크측과 반대측이 텔리센트릭인 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈를 통하여 제2 마스크에 투영되는 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상ㆍ화상처리해서 그 상대위치를 검출하고, 상기 양 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타를 연산해서 상기 양 얼라이먼트 마크가 중첩되도록 제2 마스크 및 또는 제1 마스크를 이동시키도록 하였으므로, 제작이 어려운 양면의 얼라이먼트 마크가 소정관계에 있는 더미를 사용하지 않고 마스크와 마스크의 위치맞춤을 할 수 있다. 또 작업편의 두께마다 더미를 준비할 필요가 없어진다.
또한, 온도변화에 따른 상하 마스크의 위치관계의 편의를 보정할 시, 더미를 삽입할 필요가 없으므로, 용이하게 온도변화의 편의를 보정할 수 있다.
본 발명의 청구항2,3 및 청구항5, 6의 발명에서는 청구항1, 청구항4와 마찬가지로 하여 마스크와 마스크의 위치를 맞춤과 동시에, 제1 마스크 얼라이먼트 마크에 대한 조사광을 분기 또는 되돌려서, 제1 마스크의 얼라이먼트 마크를 수상하고, 그 상대위치를 검출/기억해 두며, 제1 광 조사부로 부터의 노광 파장광의 방출을 정지하고, 작업편을 소정위치에 삽입하며, 비노광 파장광을 작업편의 얼라이먼트 마크편에 조사하고, 작업편의 얼라이먼트 마크의 상대위치를 검출/기억하고, 먼저 기억 해 둔 제1마스크의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타와 상기 작업편의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여, 양자가 중첩되도록 작업편을 이동시키고 있으므로, 수차보정을 하지 않고, 마스크와 작업편의 위치를 맞출 수 있다. 또, 노광 파장광과 비노광 파장광의 양쪽에 대해 수차가 작아, 제작이 곤란하고 고가인 투영렌즈를 사용할 필요가 없다.
또한, 마크의 얼라이먼트 마크를 조사하는 광으로써, 다색 비노광 파장광을 사용할 수 있으므로, 상기한 간섭줄무늬등이 발생하지 않고, 얼라이먼트 마크를 용이하게 검출할 수 있으며, 별도 부분 조명용 노광 파장광 조사 유니트를 사용할 필요가 없다. 또, 위치 맞춤시에 작업편상의 레지스트가 감광하지 않으므로, 작업편상의 영역을 효율적으로 이용할 수 있다.
도1은 본 발명에 의한 실시예의 위치맞춤 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 동 도면에서 LH1, LH2는 각각 상부 램프 하우스, 하부 램프 하우스이고, 도시하지 않은 램프로 부터 조사되는 노광 파장광을 셔터, 광학 필터, 콘덴서 렌즈등을 통하여 후술하는 상부 마스크, 하부 마스크로 조사한다.
A1은 마스크 및 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상하는 제1의 얼라이먼트 유니트이고, 하프 미러(HM1)와 도시하지 않는 2개의 렌즈와 화상 센서CCD1(이하 CCD1이라고 한다)등으로 구성되며, 얼라이먼트 유니트 삽탈기구(AD1)에 의해 동 도면 화살표시 방향으로 삽탈된다.
M1, M2는 각각 상부 마스크, 하부 마스크이고, 상부 마스크(M1), 하부 마스크(M2)에는 작업편상에 투영하는 마스크 패턴과 마스크 얼라이먼트 마크(MA1, MA2)가 표시되어 있다. 또, 상부 마스크(M1), 하부 마스크(M2)는 도시하지 않는 마스크 스테이지상에 고정되며, 상부 마스크 스테이지 이동기구, 하부 마스크 스테이지 이동기구(MSD1, MSD2)에 의해 X, Y, θ(동 도면의 좌우방향, 전후방향 및 마스크면에 수직인 축을 중심으로 한 회전)방향으로 구동된다.
L1, L2는 각각 투영렌즈이고, 본 실시예에서는 투영렌즈(L1, L2)의 작업편측 및 마스크측의 양측이 텔리센트릭인 양 텔리센트릭 렌즈가 사용되고 있다. 또, 도2에 도시하는 바와같이 투영렌즈(L1, L2)의 작업편측의 렌즈만이 텔리센트릭인 한쪽 텔리센트릭 렌즈를 사용해도 된다.
또, 투영렌즈(L1)는 마스크/투영렌즈 구동기구(M/LD)에 의해, 상기한 마스크(M1)를 고정한 마스크 스테이지와 일체로 Z방향(동 도면의 상하방향)으로 구동된다.
A2는 제2의 얼라이먼트 유니트, LE는 다색 비노광 파장광 조사장치이며, 얼라이먼트 유니트(A2)는 빔 스플릿터(BS)와 하프 미러(HM2)와 도시하지 않은 2개의 렌즈와 화상 센서CCD2(이하 CCD2라고 한다)등으로 구성되며, 다색 비노광 파장광 조사장치(LE)로 부터 하프 미러(HM2), 빔 스플릿터(BS)를 통하여 공급되는 다색 비노광에 의해 작업편(W)의 얼라이먼트 마크를 조사한다.
또, 작업편의 얼라이먼트 마크상을 빔 스플릿터(BS), 하프 미러(HM2), 도시하지 않은 2개의 렌즈를 통하여 CCD2에 의해 수상한다.
또, 얼라이먼트 유니트(A2), 다색 비노광 파장광 조사장치(LE)는 투영렌즈(L1)와 기계적으로 결합되어 있고, 투영렌즈(L1)가 Z방향으로 이동하면 그와함께 Z방향으로 이동한다. 또, 얼라이먼트 유니트(A2), 다색 비노광 파장광 조사장치(LE)는 X, Y방향으로는 투영렌즈(L1)의 이동과는 관계없이 이동할 수 있도록 구성되며, 얼라이먼트 유니트 삽탈기구(AD2)에 의해 동 도면 화살표시 방향으로 삽탈된다.
W는 작업편으로서, 상부면과 하부면의 양면에 위치를 맞추기 위한 얼라이먼트 마크(WA1, WA2)가 표시되어 있고, 도시하지 않은 작업편 스테이지상에 고정되어 있다. 또, 작업편 스테이지는 작업편 스테이지 이동기구(WSD)에 의해 X, Y, θ(동 도면의 좌우방향, 전후방향 및 작업편에 수직인 축을 증심으로 한 회전)방향으로 구동된다.
도3은 도1에 도시한 실시예의 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 도1에 도시한 것과 동일한 것에는 동일한 부호가 붙여져 있고, MSD1, MSD2는 각각 상부 마스크 스테이지 이동기구, 하부 마스크 스테이지 이동기구, WSD는 작업편 스테이지 이동기구, M/LD는 마스크/투영렌즈 이동기구, AD1, AD2는 각각 제1 및 제2의 얼라이먼트 유니트(A1, A2)를 삽탈하는 얼라이먼트 유니트 삽탈기구이다.
또, C는 상기한 이동기구등을 제어하는 제어장치, GC는 얼라이먼트 유니트(A1, A2)의 CCD1, CCD2에 의해 수상된 마스크/작업편의 얼라이먼트 마크상을 처리하는 화상처리장치, M은 모니터이다.
다음에, 본 발명에 의한 [ (1)마스크와 마스크의 위치맞춤] 및 [ (2)마스크와 작업편의 위치맞춤]에 대해 제1 및 제2의 실시예를 설명한다. 또, 이하 설명에서는 도1에 의해 설명하지만, 상기한 도2에 도시한 것에 대해서도 마찬가지로 위치를 맞출 수 있다.
A. 제1실시예
(1)상하부 마스크의 위치맞춤
(a)미리, 상부 마스크 스테이지 이동기구(MSD1), 하부 마스크 스테이지 이동기구(MSD2)에 의해 상부 마스크(M1), 하부 마스크(M2)를 Z방향으로 이동시켜, 상부 마스크(M1)와 하부 마스크(M2)가 작업편(W)의 하부면측에 있는 얼라이먼트 마크(WA2)와 결상관계에 있도록 위치를 맞춘다.
또, 상기 설명에서 상부 마스크(M1)와 하부 마스크(M2)가 작업편(W)의 상부면측에 있는 얼라이먼트 마크(WA1)와 결상관계에 있도록 위치를 맞춘다.
(b)얼라이먼트 유니트 삽탈기구(AD1)에 의해 얼라이먼트 유니트(A1)를 상부 마스크(M1)의 상부에 삽입한다.
(c)도4에 도시하는 바와같이, 작업편이 없는 상태에서 하부 램프 하우스(LH2)로 부터 노광 파장광을 조사한다. 도1, 도2에 도시하는 바와같이 투영렌즈(L1, L2)가 텔리센트릭 렌즈이기 때문에, 하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)는 반드시 상부 마스크(M1)의 소정위치에 투영된다.
또, 상기 설명에서 노광 파장광을 상부 램프 하우스(LH1)로 부터 조사해도 된다. 이 경우에는 얼라이먼트 유니트(A1)는 하부 마스크(M2)의 하부에 삽입하게 된다.
(d)얼라이먼트 유니트(A1)의 CCD1에 의해, 상부 마스크(M1)의 얼라이먼트 마크(MA1)와 하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)의 투영상을 수상하여 도3의 화상처리장치(GC)에 의해 화상처리를 하고, 상부 마스크 스테이지 이동기구(MSD1), 하부 마스크 스테이지 이동기구(MSD2)에 의해 상부 마스크(M1) 및 또는 하부 마스크(M2)를 이동시켜, 상부 마스크(M1)와 하부 마스크(M2)의 위치를 맞춘다.
이 위치맞춤은 상기 화상처리장치(GC)와 제어장치(C)에 의해 자동적으로 할 수도 있으며, 또, 작업자가 모니터(M)를 보면서 수동으로 작동해도 된다.
(2)상하부 마스크와 작업편의 위치맞춤
상기와 같이 상하부 마스크(M1, M2)의 위치를 맞춘 후, 상하부 마스크(M1, M2)와 작업편(W)의 위치를 다음과 같이 맞춘다.
(a)얼라이먼트 유니트 삽탈기구(AD2)에 의해, 얼라이먼트 유니트(A2)를 하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)를 검출할 수 있는 위치에 삽입한다.
(b)하부 램프 하우스(LH2)로 부터 조명광(노광 파장광)을 조사하고, 그 일부를 얼라이먼트 유니트(A2)의 빔 스플릿터(BS)에 의해 분기시켜, 얼라이먼트 유니트(A2)의 CCD2로 수상한다. 그리고, 화상처리장치(GC)에 의해 수상된 얼라이먼트 마크상을 처리하고, 하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)의 위치를 구하고, 그 위치를 기억 해 둔다.
(c)작업편 스테이지 이동기구(WSD)에 의해 작업편(W)을 이동시켜, 상기 도1에 도시하는 바와같이 작업편(W)을 소정위치에 삽입한다.
(d)마스크/투영렌즈 이동기구(M/LD)에 의해 상부 마스크(M1)와 투영렌즈(L1)를, 작업편(W)의 두께만큼 Z방향(상방향)으로 이동시킨다. 이에따라 투영렌즈(L1), 상부 마스크(M1)와 작업편(W)의 상면이 결상관계로 된다.
상기한 바와같이 투영렌즈(L1)와 얼라이먼트 유니트(A2)는 Z방향으로 기계적으로 결합되어 있으므로, 얼라이먼트 유니트(A2)도 결과로써 같은 거리만큼 상부로 이동하여, 얼라이먼트 유니트(A2)의 결상위치는 작업편(W) 하면의 얼라이먼트 마크(WA2)로 부터 작업편(W)상면의 얼라이먼트 마크(WA1)로 변한다.
또, 상기(1) (a)에서 상부 마스크(M1)와 하부 마스크(M2)가 작업편(W)의 상면측에 있는 얼라이먼트 마크(WAM1)와 결상관계에 있도록 위치를 맞추었을 경우에는 투영렌즈(L1)와 상부 마스크(M1)를 작업편(W)의 두께만큼 하부로 이동시키게 된다.
(e)얼라이먼트 유니트(A2)의 다색 비노광 파장광 조사장치(LE)로 부터 다색 비노광 파장광을 조사하고, 작업편(W)상측의 얼라이먼트 마크(WA1)를 조사한다.
(f)얼라이먼트 유니트(A2)의 CCD2에 의해 작업편(W)상측의 얼라이먼트 마크(WA1)를 수상한다. 그리고 화상처리장치(GC)에 의해 수상된 얼라이먼트 마크상을 처리하고, 작업편(W)의 얼라이먼트 마크(WA1)의 위치를 구한다.
(g)화상처리장치(GC)에 의해 상기 (b)에 기억한 하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)의 위치와 상기 (f)에서 구한 작업편(W)의 얼라이먼트 마크(WA1)의 위치의 편의량을 구한다.
(f)하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)의 위치와 작업편(W)의 얼라이먼트 마크(WA1)의 위치가 일치하도록, 작업편 스테이지 이동기구(WSD)에 의해 작업편(W)을 이동시켜, 얼라이먼트를 행한다.
또, 상기 (g) (h)의 공정은 화상처리장치(GC)와 제어장치(C)에 의해 자동적으로 행해도 되고, 또 작업자가 모니터(M)를 관찰하면서 수동으로 해도 된다.
B. 제2 실시예
(1)상하부 마스크의 위치맞춤
하기 공정에서 (b) (e)의 공정이 제1실시예와 다르고, 그 이외는 제1실시예와 같다.
(a)제1실시예의 (a)와 마찬가지로, 미리 상하부 마스크(M1, M2)를 Z방향으로 이동시켜, 상부 마스크(M1)와 하부 마스크(M2)가 작업편(W)의 하부면측에 있는 얼라이먼트 마크(WA2)와 결상관계에 있도록 위치를 맞춘다.
또, 제1실시예와 마찬가지로 상부 마스크(M1)와 하부 마스크(M2)가 작업편(W)의 상부면측에 있는 얼라이먼트 마크(WA1)와 결상관계에 있도록 위치를 맞추어도 된다.
(b)얼라이먼트 유니트 삽탈기구(AD1)에 의해 얼라이먼트 유니트(A1)를 상부 마스크(M1)의 상부에 삽입한다. 또, 얼라이먼트 유니트 삽탈기구(AD2)에 의해 얼라이먼트 유니트(A2)를 하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)를 검출할 수 있는 위치에 삽입한다.
(c)제1실시예와 마찬가지로, 작업편이 없는 상태에서 하부 램프 하우스(LH2)로 부터 노광 파장광을 조사하고, 하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)를 상부 마스크(M1)의 소정위치에 투영시킨다.
또, 제1실시예와 마찬가지로, 상기 설명에서 노광 파장광을 상부 램프 하우스(LH1)로 부터 조사해도 된다. 이 경우에는 얼라이먼트 유니트(A1)는 하부마스크(M2)의 하부에 삽입하게 된다.
(d)제1실시예와 마찬가지로 얼라이먼트 유니트(A1)의 CCD1에 의해, 상부 마스크(M1)의 얼라이먼트 마크(MA1)와 하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)의 투영상을 수상하여 상부 마스크(M1)와 하부 마스크(M2)의 위치를 맞춘다.
(e)상기 (d)의 위치맞춤과 동시에, 얼라이먼트 유니트(A2)의 빔 스플릿터(BS)에 의해 분기되는 하부 램프 하우스(LH2)로 부터의 조명광(노광 파장광)의 일부를 CCD2에 의해 수상하고, 하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)의 위치를 기억해 둔다.
또, 본 실시예에서는 상하부 마스크(M1, M2)의 위치맞춤과 동시에, 하부 램프 하우스(LH2)의 광을 빔 스플릿터(BS)에 의해 분기시켜 CCD2에서 수상하고 있으므로, 빔 스플릿터(BS)의 두께는 얇은 쪽이 좋다(예를들면 페리클).
즉, 광이 빔 스플릿터(BS)를 통과할 때, 도5에 도시하는 바와같이 빔 스플릿터(BS)의 두께에 따른 양만큼 광로가 편의된다. 이 때문에 빔 스플릿터(BS)를 삽입한 상태에서 상하부 마스크(M1, M2)의 위치를 맞추면, 상하부 마스크(M1, M2)의 위치가 상기 광로의 편의분만큼 편의된다.
따라서, 매우 얇은 빔 스플릿터를 사용함으로써, 상기 위치편의량을 감소시킬 필요가 있다.
(2)상하부 마스크와 작업편의 위치맞춤
또, 본 실시예에서는 (1)에서 얼라이먼트 유니트(A2)를 삽입하고, 하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)의 위치를 기억하고 있으므로, 상하부 마스크와 작업편의 위치맞춤의 공정에서는 상기 제1실시예의 (2) (c)의 작업편을 삽입하는 공정에서 시작하되, 그 이외의 공정은 제1실시예와 같다.
즉 다음과 같이 하여 상하부 마스크와 작업편의 위치를 맞춘다.
(a)작업편(W)을 소정위치에 삽입한다.
(b)상부 마스크(M1)와 투영렌즈(L1)를 작업편(W)의 두께분만큼 Z방향(상방향)으로 이동시킨다. 이에따라, 투영렌즈(L1), 상부 마스크(M1)와 작업편(W)의 상부면이 결상관계로 된다.
또, 상기 (1) (a)에서 상부 마스크(M1)와 하부 마스크(M2)가 작업편(W)의 상부면측에 있는 얼라이먼트 마크(WA1)와 결상관계에 있도록 위치를 맞출 경우에는, 제1실시예와 마찬가지로 투영렌즈(L1)와 상부 마스크(M1)를 작업편(W)의 두께만큼 하부로 이동시키게 된다.
(c)다색 비노광 파장광 조사장치(LE)로 부터 다색 비노광 파장광을 조사하고 작업편(W)의 상부측의 얼라이먼트 마크(WA1)를 조사한다.
(d)작업편(W)의 상부측의 얼라이먼트 마크(WAM1)를 수상하여, 작업편(W)의 얼라이먼트 마크(WAM1)의 위치를 구한다.
(e)상기 (1) (e)에서 기억한 하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)의 위치와 상기 (d)에서 구한 작업편(W)의 얼라이먼트 마크(WAM1)의 위치의 편의량을 구한다.
(f)하부 마스크(M2)의 얼라이먼트 마크(MA2)위치와 작업편(W)의 얼라이먼트 마크(WAM1)위치가 일치하도록, 작업편 스테이지 이동기구(WSD)에 의해 작업편(W)을이동시켜, 얼라이먼트를 한다.
이상과 같이, 본 발명의 제2실시예에서는 상하부 마스크(M1, M2)의 위치맞춤시에 동시에, 하부 마스크(M1)의 얼라이먼트 마크(MA2)의 위치를 기억하고 있으므로, 제1실시예와 같이, 작업편과 마스크의 위치맞춤시에 얼라이먼트 마크(MA2)의 위치를 기여할 필요가 없어, 제1실시예에 비해 공정수를 감소시킬 수 있다.
한편, 상기한 바와같이 제2의 실시예에서는 두께가 얇은 비교적 고가의 빔 스플릿터(BS)를 사용할 필요가 있으므로, 제1실시예에 비해, 장치가 고가로 되는 문제가 있다.
또, 상기 제1, 제2의 실시예에서는 [ (1)상하부 마스크의 위치맞춤]의 (a)에서 상부 마스크(M1)와 투영렌즈(L1)를 Z방향으로 이동시키고 있지만, 마스크/투영렌즈 이동기구(M/LD)를 투영렌즈(L2), 하부 마스크(M2)측에 설치하고, 투영렌즈(L2), 하부 마스크(M2)를 Z방향으로 이동시켜도 된다.
또, 상기 설명에서는 양면을 동시 노광하기 때문에, 상하부 마스크(M1, M2)와 작업편(W)의 위치를 맞출 경우에 대해 설명했으나, 본 실시예의 장치를 작업편을 1면씩 노광하는 순차노광에 적용할 수도 있다.
즉, 도1에서 작업편 스테이지를 Z방향으로 이동시키는 기구를 구비하고, 우선 상기한 바와같이, 상하부 마스크(M1, M2)를 위치맞춤 한 후, 상부 마스크(M1)(하부 마스크(M2))와 작업편(W)의 위치맞춤을 하고, 작업편 상부면측(하면측)을 노광하고, 이어서 작업편(W)을 작업편의 두께분만큼 상방향(하방향)으로 이동시켜, 작업편 하부면측(상면측)을 노광한다.
상기 순차 노광에 따르면 상기한 제1, 제2실시예와 같이 투영렌즈(L1)와 상부 마스크(M1)(투영렌즈(L2)와 하부 마스크(M2))를 이동시킬 필요가 없고, 작업편(W)을 Z방향으로 이동시키면 되므로, 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또, 순차노광은 1면씩 노광하기 때문에 상기한 양면 노광에 비해 처리량이 저하하지만, 노광시간이 짧으면 충분히 실용 가능하다.
이상 설명한 바와같이 본 발명에 있어서는 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(1)노광 파장광을 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 조사하고, 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와 적어도 마스크측과 반대측이 텔리센트릭인 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈를 통하여 제2 마스크에 투영되는 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상ㆍ화상처리하여 그 상대위치를 검출하고, 상기 양 얼라이먼트 마크가 중첩되도록 제2 마스크 및/ 또는 제1 마스크를 이동시키도록 하였으므로, 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(a)제작이 어려운 양면의 얼라이먼트 마크가 소정관계에 있는 더미를 사용하지 않고, 마스크와 마스크의 위치를 맞출 수 있다. 또, 작업편의 두께마다 더비를 준비할 필요가 없다.
(b)온도변화에 의한 상하부 마스크의 위치관계의 편의를 보정할 시, 더미를 삽입할 필요가 없다.
특히, 내부 온도변화가 심한 장치의 입상시에는 빈번하게 온도변화에 따른 상하부 마스크의 위치편의를 보정할 필요가 있지만, 상기와 같이 더미를 삽입할 필요가 없으므로, 용이하게 상하부 마스크의 위치편의를 보정할 수 있어, 조작성을 향상시킬 수 있다.
(2)상기 (1)과 마찬가지로 마스크와 마스크의 위치를 맞춤과 동시에, 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 대한 조사광을 분기시켜, 제1마스크의 얼라이먼트 마크를 수상하고, 그 상대위치를 검출/기억 해 두고, 노광 파장광의 방출을 정지하여 작업편을 소정위치에 삽입하고, 비노광 파장광을 작업편의 얼라이먼트 마크에 조사하여, 작업편의 얼라이먼트 마크의 상대위치를 검출/기억하고, 먼저 기억 해 둔 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타와 상기 작업편의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여, 양자가 중첩되도록 작업편을 이동시키고 있으므로, 다음의 효과를 얻을 수 있다.
(a)수차보정을 하지 않고, 마스크와 작업편의 위치를 맞출 수 있다. 또한 노광 파장광과 비노광 파장광의 양쪽에 대해 수차가 작아, 제작이 곤란하고 고가인 투영렌즈를 사용할 필요가 없다.
이 때문에 장치의 조작성을 향상시킬 수 있음과 동시에, 장치의 코스트 다운을 도모할 수 있다.
(b)작업편의 얼라이먼트 마크를 조명하는 광으로써, 다색 비노광 파장광을 사용할 수 있으므로, 상기한 간섭줄무늬등이 발생하지 않고, 또 비노광 파장광은 포토 레지스트에 흡수되기 어렵기 때문에, 작업편 표면까지 광이 도달하여, 얼라이먼트 마크를 용이하게 검출 할 수 있다.
이 때문에 얼라이먼트 마크의 위치를 화상처리장치에 의해 용이하게 검출할수 있으며, 자동 위치맞춤이 가능하게 된다.
또, 별도부분 조명용 노광 파장광 조사 유니트를 사용할 필요가 없다.
(c)위치맞춤시에 작업편상의 레지스트가 감광하지 않으므로, 위치맞춤에 사용되는 영역에 회로 패턴을 형성 할 수 있으며, 작업편상의 영역을 효율적으로 이용하는 것이 가능하게 된다.

Claims (4)

  1. 작업편을 제거한 상태에서 제1 광 조사부에서 노광 파장광을 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 조사하고, 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와 작업편측만 또는 작업편측과 마스크측의 양측이 텔리센트릭인 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈를 통하여 제2 마스크에 투영되는 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상해서, 양 얼라이먼트 마크의 상대위치를 검출하며, 상기 양 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여, 상기 양 얼라이먼트 마크가 중첩되도록 제2 마스크 및/또는 제1 마스크를 이동시키고, 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 대한 조사광을 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈 사이에서 분기 또는 되돌아가게 해서, 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크를 수상하고 그 상대위치를 검출/기억 해 두며, 제1 광 조사부로 부터의 노광 파장광의 방출을 정지해서 작업편을 제1,제2 투영렌즈사이의 소정위치에 삽입하고, 제2 광 조사부로 부터 비노광 파장광을 작업편의 얼라이먼트 마크에 조사하고, 상기 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상하여 그 상대위치를 검출/기억하고, 먼저 기억 해 둔 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타와 상기 작업편의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여, 양자가 중첩되도록 작업편을 이동시키는 것을 특징으로 하는 마스크와 작업편의 위치맞춤방법.
  2. 작업편을 제거한 상태에서 제1 광 조사부에서 노광 파장광을 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 조사하고, 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 대한 조사광을작업편측만 또는 작업편측과 마스크측의 양측이 텔리센트릭인 제1투영렌즈를 통과시켜, 상기 통과광을 제1 분기광과 제2 분기광으로 분기하고, 상기 제1 분기광을 작업편측만 또는 작업편측과 마스크측의 양측이 텔리센트릭인 제2 투영렌즈를 통과시켜 제2 마스크에 투영되는 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상과 제2 마스크의 얼라이먼트 마크를 수상하여, 양 얼라이먼트 마크의 상대위치를 검출하고, 상기 제2 분기광을 사용하여 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크를 수상해서, 그 상대위치를 검출/기억 해 두고, 상기 양 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여 상기 양 얼라이먼트 마크가 중첩되도록 제2 마스크 및/ 또는 제1 마스크를 이동시키고, 제1 광 조사부로 부터의 노광 파장광의 방출을 정지해서, 작업편을 제1, 제2의 투영렌즈사이의 소정위치에 삽입하고, 제2 광 조사부로 부터 비노광 파장광을 작업편의 얼라이먼트 마크에 조사하고, 상기 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상해서, 그 상대위치를 검출/기억하고, 먼저 기억 해 둔 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타와 상기 작업편의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여 양자가 중첩되도록 작업편을 이동시키는 것을 특징으로 하는 마스크와 작업편의 위치맞춤방법.
  3. 제1 마스크와, 상기 제1 마스크를 이동시키는 제1 마스크 스테이지 이동기구와, 작업편측(마스크와 반대측)만 또는 작업편측과 마스크측의 양측이 텔리센트릭인 제1 투영렌즈와, 작업편과, 상기 작업편을 이동시키는 작업편 스테이지 이동기구와, 제2 마스크와, 상기 제2 마스크를 이동시키는 제2 마스크 스테이지 이동기구와, 작업편측(마스크와 반대측)만 또는 작업편측과 마스크측의 양측이 텔리센트릭인 제2 투영렌즈와, 노광 파장광을 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 조사하는 제1 광 조사부와, 비노광 파장광을 작업편의 얼라이먼트 마크에 조사하는 제2 광 조사부와, 상기 제1 광 조사부로 부터 방출되는 노광 파장광에 의해 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상함과 동시에, 제2마스크의 얼라이먼트 마크를 수상하는 제1수상수단과, 상기 제1마스크의 얼라이먼트 마크의 조사광을 제1투영렌즈 및 제2투영렌즈 사이에서 분기시키는 광 분기수단 또는 상기 조사광을 되돌리는 광되돌림수단과, 상기 분기수단에 의해 분기된 분기광 또는 상기 광되돌림수단에 의해 되돌려진 되돌림광에 의한 상기 제1마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상함과 동시에, 상기 제2 광 조사부로 부터 방출되는 비노광 파장광에 의안 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상하는 제2 수상수단과, 상기 제1 수상수단이 수상한 화상데이타에 의거하여 제1 마스크 스테이지 이동기구 및/ 또는 제2 마스크 스테이지 이동기구를 제어함과 동시에, 상기 제2 수상수단이 수상한 화상 데이타에 의거하여, 작업편 스테이지 이동기구를 제어하는 제어수단을 구비하고, 상기 제어수단은 작업편을 제거한 상태에서 상기 제1의 광 조사부로 부터 노광 파장광을 방출시키고, 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와 제1 투영 렌즈 및 제2 투영렌즈를 통하여 제2 마스크에 투영되는 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상ㆍ 화상처리해서 그 상대위치를 검출하고, 상기 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상의 상대위치 데이타를 연산해서, 양자가 중첩되도록 제2 마스크 및/또는 제1 마스크를 이동시키고, 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 대한 조사광을 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈의 사이에서 분기시킨 분기광 또는 되돌려진 되돌림광에 의한 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상 화상처리해서 그 상대위치를 검출/기억하고, 제1 광 조사부로 부터의 노광 파장광의 방출을 정지해서 작업편을 제1, 제2의 투영렌즈 사이의 소정위치에 삽입하고, 제2 광 조사부로 부터 비노광 파장광을 방출시켜, 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상ㆍ 화상처리해서 그 상대위치를 검출하고, 먼저 기억 해 둔 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타와 상기 작업편의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여 양자가 중첩되도록 작업편을 이동시키는 것을 특징으로 하는 마스크와 작업편의 위치맞춤장치.
  4. 제1 마스크와, 상기 제1 마스크를 이동시키는 제1 마스크 스테이지 이동기구와, 작업편측(마스크와 반대측)만 또는 작업편측과 마스크측의 양측이 텔리센트릭인 제1 투영렌즈와, 작업편과, 상기 작업편을 이동시키는 작업편 스테이지 이동기구와, 제2 마스크와 상기 제2 마스크를 이동시키는 제2 마스크 스테이지 이동기구와 작업편측(마스크와 반대측)만 또는 작업편측과 마스크측의 양측이 텔리센트릭인 제2 투영렌즈와 노광 파장광을 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 조사하는 제1의 광 조사부와, 비노광 파장광을 작업편의 얼라이먼트 마크에 조사하는 제2의 광 조사부와 상기 제1 광 조사부로부터 방출되는 노광 파장광에 의해 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상함과 동시에, 제2 마스크의 얼라이먼트 마크를 수상하는 제1 수상수단과, 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 조사광을 제1 투영렌즈 및제2 투영렌즈의 사이에서 분기시키는 광 분기수단과, 상기 광 분기수단에 의해 분기된 분기광에 의한 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상함과 동시에, 상기 제2 광 조사부로 부터 방출되는 비노광 파장광에 의한 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상하는 제2 수상수단과, 상기 제1 수상수단이 수상한 화상 데이타에 의거하여, 제1 마스크 스테이지 이동기구 및/ 또는 제2 마스크 스테이지 이동기구를 제어함과 동시에, 상기 제2 수상수단이 수상한 화상 데이타에 의거하여, 작업편 스테이지 이동기구를 제어하는 제어수단을 구비하고, 상기 제어수단은 작업편을 제거한 상태에서 상기 제1 광 조사부로 부터 노광 파장광을 방출시켜, 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와, 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈를 통하여 제2 마스크에 투영되는 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상ㆍ화상처리하여 그 상대위치를 검출하고, 동시에 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크에 대한 조사광을 제1 투영렌즈 및 제2 투영렌즈의 사이에서 분기시킨 분기광에 의한 상기 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상을 수상ㆍ화상처리하여 그 상대위치를 검출/기억 해 두고, 상기 제2 마스크의 얼라이먼트 마크와 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 투영상의 상대위치 데이타를 연산해서, 양자가 중첩되도록 제2 마스크 및/ 또는 제1 마스크를 이동시키고, 제1의 광 조사부로 부터의 노광 파장광의 방출을 정지해서 작업편을 제1, 제2 투영렌즈 사이의 소정위치에 삽입하고, 제2 광 조사부로 부터 비노광 파장광을 방출시켜 작업편의 얼라이먼트 마크를 수상ㆍ 화상처리해서 그 상대위치를 검출하고, 먼저 기억 해 둔 제1 마스크의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타와 상기 작업편의 얼라이먼트 마크의 상대위치 데이타에 의거하여 양자가 중첩되도록 작업편을 이동시키는 것을 특징으로 하는 마스크와 작업편의 위치맞춤장치.
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