KR101941323B1 - 노광 장치용 얼라인먼트 장치 및 얼라인먼트 마크 - Google Patents

노광 장치용 얼라인먼트 장치 및 얼라인먼트 마크 Download PDF

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Abstract

얼라인먼트 장치에는, 얼라인먼트용 광을 출사하는 얼라인먼트 광원이 설치되어 있으며, 예를 들어 카메라에 내장되어 있다. 그리고, 얼라인먼트 광원은, 예를 들어 카메라가 검출하는 광의 광축과 동축적으로 얼라인먼트 광을 출사한다. 얼라인먼트 광은, 기판 및 마스크에 조사되고, 반사광이 카메라에 의해 검출된다. 노광용 마이크로렌즈 어레이는, 마스크 얼라인먼트 마크와 기판 얼라인먼트 마크의 사이에도 존재하고, 이에 의해, 기판 얼라인먼트 마크로부터 반사된 정립 등배상이 마스크 위에 결상된다. 그리고, 카메라에 의해 검출된 마스크 얼라인먼트 마크의 반사광 및 기판 얼라인먼트 마크에 의해, 제어 장치는 기판과 마스크의 얼라인먼트를 행한다. 이에 의해, 기판과 마스크의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다.

Description

노광 장치용 얼라인먼트 장치 및 얼라인먼트 마크{ALIGNMENT DEVICE AND ALIGNMENT MARK FOR OPTICAL EXPOSURE DEVICE}
본 발명은, 마이크로렌즈 어레이를 사용한 노광 장치에 있어서, 기판과 마스크를 얼라인먼트하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치 및 얼라인먼트 마크에 관한 것이다.
종래, 노광 장치에 있어서는, 광원으로부터 노광광을 출사하고, 이 노광광을 소정 형상의 패턴이 형성된 마스크를 개재하여 기판에 조사하고, 기판 위에 마스크의 패턴을 노광하고 있다. 따라서, 기판 위의 소정 위치에 패턴을 고정밀도로 노광하기 위해서는, 마스크와 기판의 상대적 위치 정렬이 중요하다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 노광 대상의 웨이퍼를 마스크에 근접하여 배치하는 근접 노광 방식의 노광 장치가 개시되어 있으며, 마스크 및 웨이퍼의 양쪽에 마크를 해두고, 이 마크에 의해 마스크와 웨이퍼를 상대적으로 위치 정렬하도록 구성되어 있다.
한편, 최근, 마이크로렌즈 어레이에 의해, 마스크 패턴을 기판 위에 투영하는 노광 장치가 사용되도록 되어 있다. 도 44는, 마이크로렌즈 어레이를 사용한 노광 장치를 나타내는 모식도이다. 노광 대상의 기판(1)의 상방에, 기판(1)에 노광되는 패턴이 형성된 마스크(2)가, 기판(1)에 대하여 적정 길이 간격을 두고 배치되어 있다. 그리고, 이 기판(1)과 마스크(2)의 사이에, 마이크로렌즈(4)를 2차원적으로 배열한 마이크로렌즈 어레이(3)가 배치되어 있으며, 마스크(2)의 상방으로부터 노광광이 마스크(2)에 대하여 조사되고, 마스크(2)를 투과한 노광광이 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해 기판(1) 위에 투영되고, 마스크(2)에 형성된 패턴이, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해 정립 등배상으로서, 기판 표면 위의 레지스트 등에 전사된다.
이 경우에, 통상적으로 마스크(2) 및 기판(1)을 고정하고, 마이크로렌즈 어레이(3)와 노광 광원 및 광학계를, 일체적으로, 지면에 수직인 방향으로 이동시킴으로써, 노광광이 기판(1) 위를 스캔하도록 되어 있다. 이 경우에, 기판(1)의 상면 및 마스크(2)의 하면에, 각각, 얼라인먼트 마크(1a 및 2a)를 해두고, 이들 얼라인먼트 마크(1a 및 2a)를 지표로 하여, 기판(1)과 마스크(2)를 상대적으로 위치 정렬할 필요가 있다.
일본 특허 공개 제2004-103644호 공보
그러나, 얼라인먼트 마크(1a, 2a)에 의해, 기판(1)과 마스크(2)의 위치 정렬을 하는 경우, ±1㎛ 정도의 고정밀도로 기판(1)과 마스크(2)를 위치 정렬하려고 하면, 양 얼라인먼트 마크(1a, 2a)를 동일한 카메라에 의해 동시에 관찰할 필요가 있다. 즉, 서로 다른 카메라로 각각 얼라인먼트 마크(1a, 2a)를 관찰하면, 양 얼라인먼트 마크(1a, 2a)의 상대적인 위치를 보증할 수 없다.
특허문헌 1과 같은 근접 노광의 경우에는, 마스크와 기판이 200㎛ 정도로 근접하고 있으며, 이 간격은 카메라의 초점 심도 내에 들어가므로, 마스크의 얼라인먼트 마크와 기판의 얼라인먼트 마크를 동시에 카메라로 관찰하는 것이 가능하다. 그러나, 마이크로렌즈 어레이(3)를 사용한 노광 장치에 있어서는, 기판(1)과 마스크(2)의 사이에 마이크로렌즈 어레이(3)를 개재 장착할 필요가 있기 때문에, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 거리, 즉 얼라인먼트 마크(1a, 2a) 간의 간격 G는, 5 내지 15㎜ 정도 존재한다. 이 5 내지 15㎜의 간격은, 통상의 카메라 렌즈계에서는, 동시에 관찰할 수 없다.
또한, 도 44 및 도 45에 도시한 바와 같이, 기판(1)의 얼라인먼트 마크(1a)로부터의 반사광과, 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(2a)로부터의 반사광에 의해, 광로 차를 설정하고, 기판(1)의 얼라인먼트 마크(1a)와 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(2a)의 포커스 차를 보정하는 것도 고려된다.
도 44에 도시한 바와 같이, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 갭 G는 5 내지 15㎜이다. 이 경우에, 시야와 얼라인먼트 정밀도를 고려하면, 렌즈 배율은 4배 정도가 필요하다. 따라서, 얼라인먼트의 패턴 갭 G(=5 내지 15㎜)는, 카메라측에서 보면, 5 내지 15㎜×42=80 내지 240㎜에 상당한다. 이 80 내지 240㎜의 포커스 차를 보정할 필요가 있다.
따라서, 도 45에 있어서는, 광원(20)으로부터의 광을 렌즈(21)로 수렴하여 반사경(22)에 의해 반사시키고, 렌즈(23)를 개재하여 빔 스플리터(17)에 입사시킨다. 그리고, 빔 스플리터(17)로부터의 광은, 렌즈(18 및 19)를 경유하여 마스크(2)에 입사하고, 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(2a)에서 반사됨과 함께, 기판(1)에 입사하고, 기판(1)의 얼라인먼트 마크(1a)에서 반사된다. 이들 얼라인먼트 마크(1a, 2a)에서 반사된 광은, 빔 스플리터(17)를 향하여, 이 빔 스플리터(17)를 투과한 후, 렌즈(16, 15)를 개재하여, 빔 스플리터(14)에 입사한다. 얼라인먼트 마크(1a, 2a)로부터의 반사광은, 빔 스플리터(14)에 의해, 빔 스플리터(11)를 향하는 광과, 미러(13)를 향하는 광으로 분리되고, 미러(13)를 향한 광은, 미러(12)에 의해, 빔 스플리터(11)를 향한다. 그리고, 빔 스플리터(11)에 의해, 빔 스플리터(14)로부터의 광은 그대로 투과하고, 미러(12)로부터의 광은 반사하여, 카메라(10)를 향한다. 이와 같이 하여, 빔 스플리터(14)로부터 미러(13, 12)를 경유한 광과, 빔 스플리터(14)로부터 직접 도달한 광은, 카메라(10)에 의해 검출된다. 이때, 빔 스플리터(14)로부터 미러(13)까지의 광로와, 미러(13)로부터 미러(12)까지의 광로와, 미러(12)로부터 빔 스플리터(11)까지의 광로의 총 길이가, 빔 스플리터(14)로부터 빔 스플리터(11)에 직접 입사하는 광의 광로의 길이보다도, 80 내지 240㎜의 포커스 차만큼 길어지도록 설정되어 있다. 따라서, 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(2a)로부터의 반사광으로서 미러(12, 13)를 경유하는 광로를 진행한 광과, 기판(1)의 얼라인먼트 마크(1a)로부터의 반사광으로서 빔 스플리터(14)로부터 직접 빔 스플리터(11)에 입사하는 광로를 진행한 광이 모두 카메라(10)의 CCD(전하 결합 소자)에 결상하여, 얼라인먼트 마크(1a, 2a)를 카메라(10)로 동시에 관찰할 수 있다.
이에 의해, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(1a, 2a)의 패턴의 포커스 차(80 내지 240㎜ 상당)를, 다른 광로로 나누어 보정할 수 있다. 그러나, 이와 같이, 포커스 차를 다른 광로로 보정하면, 각 광로에서의 광축 어긋남이 발생한 경우에, 얼라인먼트 마크(1a, 2a)의 양 패턴의 상대 위치가 어긋나 버린다는 문제점이 있다. 이로 인해, 이 방법에서는, 얼라인먼트 정밀도가 저하된다. 얼라인먼트 정밀도가 저하되면, 노광 패턴 정밀도도 저하되어, 최근의 고정밀 액정 패널의 노광에 있어서, 치명적인 문제로 된다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 기판과 마스크의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있는 노광 장치용 얼라인먼트 장치 및 얼라인먼트 마크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치는, 노광광을 출사하는 광원과, 이 광원으로부터의 노광광이 입사되고 기판에 노광하는 패턴이 형성된 마스크와, 상기 기판과 상기 마스크의 사이에 설치되고 이 마스크를 투과한 노광광이 입사되어 상기 기판에 상기 패턴의 정립 등배상을 결상시키는 제1 마이크로렌즈 어레이를 갖는 노광 장치의 상기 마스크와 상기 기판을 상대적 위치 정렬하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크에, 상기 마스크의 상방으로부터 얼라인먼트용 광을 조사하는 얼라인먼트 광원과, 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 사이에 배치되고, 상기 기판 얼라인먼트 마크로부터 반사된 반사광을 상기 마스크 위에 정립 등배상으로서 결상시키는 제2 마이크로렌즈 어레이와, 상기 기판 얼라인먼트 마크의 반사광과 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 반사광을 상기 마스크측으로부터 검출하는 카메라와, 이 카메라에 의해 검출되는 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크가 일치하도록, 상기 마스크 및/또는 상기 기판의 위치를 조절하는 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 노광 장치용 얼라인먼트 장치는, 노광광을 출사하는 광원과, 이 광원으로부터의 노광광이 입사되고 기판에 노광하는 패턴이 형성된 마스크와, 상기 기판과 상기 마스크의 사이에 설치되고 이 마스크를 투과한 노광광이 입사되어 상기 기판에 상기 패턴의 정립 등배상을 결상시키는 제1 마이크로렌즈 어레이를 갖는 노광 장치의 상기 마스크와 상기 기판을 상대적 위치 정렬하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크에, 상기 기판의 하방으로부터 얼라인먼트용 광을 조사하는 얼라인먼트 광원과, 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 사이에 배치되고, 상기 마스크 얼라인먼트 마크로부터 반사된 반사광을 상기 기판 위에 정립 등배상으로서 결상시키는 제2 마이크로렌즈 어레이와, 상기 기판 얼라인먼트 마크의 반사광과 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 반사광을 상기 기판측으로부터 검출하는 카메라와, 이 카메라에 의해 검출되는 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크가 일치하도록, 상기 마스크 및/또는 상기 기판의 위치를 조절하는 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 한다.
이들 본 발명에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서, 예를 들어 상기 제1 마이크로렌즈 어레이와 상기 제2 마이크로렌즈 어레이는, 1매의 공유 마이크로렌즈 어레이에 의해 구성되고, 상기 얼라인먼트용 광은 상기 공유 마이크로렌즈 어레이를 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 사이로 이동시킨 상태에서 조사된다. 또는, 상기 제1 마이크로렌즈 어레이와 상기 제2 마이크로렌즈 어레이는, 노광광이 조사되는 노광 위치와, 얼라인먼트 광이 조사되는 얼라인먼트 위치를 포함하는 1매의 공유 마이크로렌즈 어레이에 의해 구성되어 있다. 또는, 상기 제1 마이크로렌즈 어레이와 상기 제2 마이크로렌즈 어레이는, 별체로 구성되어 있다.
또한, 이들 본 발명에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서는, 예를 들어 상기 기판 얼라인먼트 마크 및 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 한쪽이, 프레임 형상을 이루고, 다른 쪽이 얼라인먼트 시에 상기 프레임의 중심에 위치하는 직사각형 형상을 이루도록 구성할 수 있다.
상기 얼라인먼트 광원은, 예를 들어 상기 카메라가 검출하는 광의 광축과 동축적으로 얼라인먼트 광을 출사하도록 구성할 수 있다. 또는, 상기 얼라인먼트 광원과, 상기 카메라는 별체이며, 상기 얼라인먼트 광원으로부터의 광의 광축과, 상기 카메라에서 검출되는 반사광의 광축은, 동축이 아니도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 얼라인먼트 마크는,
복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이와, 이 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되고 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개와, 상기 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 노광광의 최대 확대부의 적어도 일부에 배치되고 원형의 개구를 갖고 각 마이크로렌즈의 개구수를 규정하는 개구 조리개를 갖는 마이크로렌즈 어레이를 사용하며, 이 마이크로렌즈 어레이를, 노광 대상의 기판과, 이 기판에 노광하는 패턴이 설치된 마스크의 사이에 배치하여, 상기 마스크와 상기 기판을 상대적으로 위치 정렬할 때 사용되는 얼라인먼트 마크로서,
상기 기판 또는 상기 마스크에 형성되고,
상기 다각 시야 조리개의 개구의 모든 변에 대하여 각각 경사지는 방향으로 연장되는 복수 개의 선 형상의 마크 부재(片)를 갖고, 상기 마크 부재는 얼라인먼트 중심으로부터 방사 형상으로 연장되는 복수 개의 제1 군의 마크 부재와, 상기 얼라인먼트 중심을 중심으로 하는 다각형의 변 위로 연장되는 복수 개의 제2 군의 마크 부재로 이루어지며, 상기 마크 부재 중, 복수 개의 마크 부재가 어느 하나의 상기 다각 시야 조리개 중에 존재하도록, 상기 다각 시야 조리개 및 상기 마크 부재의 위치가 정해져 있는 것을 특징으로 한다.
이 얼라인먼트 마크에 있어서,
상기 제2 군의 마크 부재는, 상기 얼라인먼트 중심을 공통의 중심으로 하는 서로 다른 크기의 복수 개의 다각형의 변 위에 연결되어 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또는, 상기 제2 군의 마크 부재는, 상기 얼라인먼트 중심을 공통의 중심으로 하는 서로 다른 크기의 복수 개의 다각형의 변 위에 상기 다각형 코너부를 포함하도록 하여, 단속적으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2 군의 마크 부재는, 서로 다른 다각형 위에 위치하는 것의 굵기가, 상이한 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다른 얼라인먼트 마크는,
노광 장치에 제공되는 기판 또는 마스크에, 그들 위치 조정을 위해 형성되고, 선 대칭의 다각형 형상의 도형으로 이루어지는 얼라인먼트 마크로서,
상기 기판과 상기 마스크의 사이에 매트릭스 형상으로 배치된 복수 개의 렌즈의 각각 다각 시야 조리개의 개구부를 구성하는 어느 하나의 연변과 평행하게 되지 않도록 배치된 다각형 형상부와,
상기 다각형 형상부의 중심으로부터, 상기 다각형 형상부를 횡단하는 적어도 6개의 방사선으로 이루어지는 방사선부
를 갖고,
상기 다각형 형상부 및 상기 방사선부의 전체가, 상기 렌즈의 크기보다 크고, 4개의 인접하는 렌즈의 전체의 크기보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 노광 장치용 얼라인먼트 장치는,
마스크에 형성된 노광 패턴을 기판에 전사하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
노광광의 출사와 겸용 또는 독립된 얼라인먼트 광의 출사용 얼라인먼트 광원과,
상기 마스크와 상기 기판의 사이에 배치되고, 상기 기판에 마려된 기판 얼라인먼트 마크로부터 반사된 얼라인먼트 광의 반사광을 상기 마스크 위에 정립 등배상으로서 결상시키는 마이크로렌즈 어레이와,
상기 기판 얼라인먼트 마크 및 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크에 상기 마스크측으로부터 얼라인먼트 광을 동시에 조사하였을 때, 상기 마스크 얼라인먼트 마크로부터 반사된 반사광 및 상기 마스크 위에 결상한 상기 기판 얼라인먼트 마크의 정립 등배상을 상기 마스크측으로부터 검출하는 카메라와,
이 카메라에 의해 검출되는 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크가 일치하도록, 상기 마스크 및/또는 상기 기판의 위치를 조절하는 제어 장치
를 갖고,
상기 마이크로렌즈 어레이는,
복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이와, 이 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되고 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개와, 상기 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 노광광의 최대 확대부 중 적어도 일부에 배치되고 원형의 개구를 갖고 각 마이크로렌즈의 개구수를 규정하는 개구 조리개를 갖고,
상기 기판 얼라인먼트 마크는,
상기 다각 시야 조리개의 개구의 모든 변에 대하여 각각 경사지는 방향으로 연장되는 복수 개의 선 형상의 마크 부재를 갖고, 상기 마크 부재는 얼라인먼트 중심으로부터 방사 형상으로 연장되는 복수 개의 제1 군의 마크 부재와, 상기 얼라인먼트 중심을 중심으로 하는 다각형의 변 위로 연장되는 복수 개의 제2 군의 마크 부재로 이루어지고, 상기 마크 부재 중, 복수 개의 마크 부재가 어느 하나의 상기 다각 시야 조리개 중에 존재하도록, 상기 다각 시야 조리개 및 상기 마크 부재의 위치가 정해져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 노광 장치용 얼라인먼트 장치는,
마스크에 형성된 노광 패턴을 기판에 전사하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
노광광의 출사와 겸용 또는 독립된 얼라인먼트 광의 출사용 얼라인먼트 광원과,
상기 마스크와 상기 기판의 사이에 배치되고, 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크로부터 반사된 얼라인먼트 광의 반사광을 상기 기판 위에 정립 등배상으로서 결상시키는 마이크로렌즈 어레이와,
상기 마스크 얼라인먼트 마크 및 상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크에 상기 기판측으로부터 얼라인먼트 광을 동시에 조사하였을 때, 상기 기판 얼라인먼트 마크로부터 반사된 반사광 및 상기 기판 위에 결상한 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 정립 등배상을 상기 기판측으로부터 검출하는 카메라와,
이 카메라에 의해 검출되는 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크가 일치하도록, 상기 마스크 및/또는 상기 기판의 위치를 조절하는 제어 장치
를 갖고,
상기 마스크 얼라인먼트 마크는,
상기 다각 시야 조리개의 개구의 모든 변에 대하여 각각 경사지는 방향으로 연장되는 복수 개의 선 형상의 마크 부재를 갖고, 상기 마크 부재는 얼라인먼트 중심으로부터 방사 형상으로 연장되는 복수 개의 제1 군의 마크 부재와, 상기 얼라인먼트 중심을 중심으로 하는 다각형의 변 위로 연장되는 복수 개의 제2 군의 마크 부재로 이루어지고, 상기 마크 부재 중, 복수 개의 마크 부재가 어느 하나의 상기 다각 시야 조리개 중에 존재하도록, 상기 다각 시야 조리개 및 상기 마크 부재의 위치가 정해져 있는 것을 특징으로 한다.
이 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 제2 군의 마크 부재는, 상기 얼라인먼트 중심을 공통의 중심으로 하는 서로 다른 크기의 복수 개의 다각형의 변 위에 연결되어 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또는, 상기 제2 군의 마크 부재는, 상기 얼라인먼트 중심을 공통의 중심으로 하는 서로 다른 크기의 복수 개의 다각형의 변 위에 상기 다각형의 코너부를 포함하도록 하여, 단속적으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2 군의 마크 부재는, 서로 다른 다각형 위에 위치하는 것의 굵기가, 상이한 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다른 얼라인먼트 마크는,
복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이와, 이 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되고 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개와, 상기 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 노광광의 최대 확대부의 적어도 일부에 배치되고 원형의 개구를 갖고 각 마이크로렌즈의 개구수를 규정하는 개구 조리개와, 상기 마이크로렌즈 어레이의 상면에 있어서의 상기 마이크로렌즈 이외의 부분을 차광하는 차광막을 갖는 마이크로렌즈 어레이를 사용하며, 이 마이크로렌즈 어레이를, 노광 대상의 기판과, 이 기판에 노광하는 패턴이 설치된 마스크의 사이에 배치하여, 상기 마스크와 상기 기판을 상대적으로 위치 정렬할 때 사용되는 얼라인먼트 마크로서,
상기 기판 또는 상기 마스크에 형성되고,
상기 마이크로렌즈가 직선 위에 배열되는 제1 방향에 대하여, 마크를 구성하는 모든 변이 경사져 있는 것을 특징으로 한다.
이 얼라인먼트 마크에 있어서,
상기 마이크로렌즈 어레이는, 그 마이크로렌즈가 노광 장치의 스캔 방향에 수직인 방향으로 1열로 정렬하여 배치되어 있으며, 상기 제1 방향은 이 스캔 방향에 수직인 방향이며, 마크를 구성하는 모든 변은, 상기 스캔 방향에 수직인 방향에 대하여 경사져 있는 것이 바람직하다. 상기 마크를 구성하는 모든 변은, 상기 스캔 방향에 수직인 방향에 대하여 45°의 각도를 이루는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다른 노광 장치용 얼라인먼트 장치는,
마스크에 형성된 노광 패턴을 기판에 전사하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
노광광의 출사와 겸용 또는 독립된 얼라인먼트 광의 출사용 얼라인먼트 광원과,
상기 마스크와 상기 기판의 사이에 배치되고, 상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크로부터 반사된 얼라인먼트 광의 반사광을 상기 마스크 위에 정립 등배상으로서 결상시키는 마이크로렌즈 어레이와,
상기 기판 얼라인먼트 마크 및 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크에 상기 마스크측으로부터 얼라인먼트 광을 동시에 조사하였을 때, 상기 마스크 얼라인먼트 마크로부터 반사된 반사광 및 상기 마스크 위에 결상한 상기 기판 얼라인먼트 마크의 정립 등배상을 상기 마스크측으로부터 검출하는 카메라와,
이 카메라에 의해 검출되는 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크가 일치하도록, 상기 마스크 및/또는 상기 기판의 위치를 조절하는 제어 장치
를 갖고,
상기 마이크로렌즈 어레이는,
복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이와, 이 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되고 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개와, 상기 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 노광광의 최대 확대부의 적어도 일부에 배치되고 원형의 개구를 갖고 각 마이크로렌즈의 개구수를 규정하는 개구 조리개와, 상기 마이크로렌즈 어레이의 상면에 있어서의 상기 마이크로렌즈 이외의 부분을 차광하는 차광막을 갖고,
상기 마스크 얼라인먼트 마크 또는 상기 기판 얼라인먼트 마크는, 상기 마이크로렌즈가 직선 위에 배열되는 제1 방향에 대하여, 마크를 구성하는 모든 변이 경사져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 노광 장치용 얼라인먼트 장치는,
마스크에 형성된 노광 패턴을 기판에 전사하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
노광광의 출사와 겸용 또는 독립된 얼라인먼트 광의 출사용 얼라인먼트 광원과,
상기 마스크와 상기 기판의 사이에 배치되고, 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크로부터 반사된 얼라인먼트 광의 반사광을 상기 기판 위에 정립 등배상으로서 결상시키는 마이크로렌즈 어레이와,
상기 마스크 얼라인먼트 마크 및 상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크에 상기 기판측으로부터 얼라인먼트 광을 동시에 조사하였을 때, 상기 기판 얼라인먼트 마크로부터 반사된 반사광 및 상기 기판 위에 결상한 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 정립 등배상을 상기 기판측으로부터 검출하는 카메라와,
이 카메라에 의해 검출되는 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크가 일치하도록, 상기 마스크 및/또는 상기 기판의 위치를 조절하는 제어 장치
를 갖고,
상기 마이크로렌즈 어레이는,
복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이와, 이 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되고 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개와, 상기 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 노광광의 최대 확대부의 적어도 일부에 배치되고 원형의 개구를 갖고 각 마이크로렌즈의 개구수를 규정하는 개구 조리개와, 상기 마이크로렌즈 어레이의 상면에 있어서의 상기 마이크로렌즈 이외의 부분을 차광하는 차광막을 갖고,
상기 마스크 얼라인먼트 마크 또는 상기 기판 얼라인먼트 마크는, 상기 마이크로렌즈가 직선 위에 배열되는 제1 방향에 대하여, 마크를 구성하는 모든 변이 경사져 있는 것을 특징으로 한다.
이 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 마이크로렌즈 어레이는, 그 마이크로렌즈가 노광 장치의 스캔 방향에 수직인 방향으로 1열로 정렬하여 배치되어 있으며, 상기 제1 방향은 이 스캔 방향에 수직인 방향이며, 마크를 구성하는 모든 변은, 상기 스캔 방향에 수직인 방향에 대하여 경사져 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 마크를 구성하는 모든 부재는, 상기 스캔 방향에 수직인 방향에 대하여 45°의 각도를 이루는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다른 노광 장치용 얼라인먼트 장치는,
스캔 노광에 의해 마스크의 패턴을 기판에 전사하는 마이크로렌즈 어레이를 사용한 스캔 노광 장치에 설치하고, 상기 마스크와 상기 기판을 상대적 위치 정렬하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크에, 얼라인먼트용 광을 조사하는 얼라인먼트 광원과,
상기 기판과 상기 마스크의 사이에 개재하여, 상기 기판 얼라인먼트 마크 또는 상기 마스크 얼라인먼트 마크를 각각 상기 마스크 또는 상기 기판에 정립 등배상으로서 결상시키는 마이크로렌즈 어레이와,
상기 기판 얼라인먼트 마크 및 상기 마스크 얼라인먼트 마크를, 한쪽은 반사광의 상 및 다른 쪽은 정립 등배상으로서 촬상하는 카메라와,
이 카메라에 의해 촬상된 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크에 기초하여, 상기 마스크 및/또는 상기 기판의 위치를 조절하는 제어 장치
를 갖고,
상기 마이크로렌즈 어레이는,
복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이와,
이 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되어 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개와,
상기 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 개구수를 제한하는 개구 조리개를 갖고,
상기 복수 개의 마이크로렌즈가 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 배열되어 마이크로렌즈 열을 구성하고, 이 마이크로렌즈 열이 상기 스캔 노광 방향에 복수열 배치됨과 함께, 상기 스캔 노광 방향에 인접하는 2열의 마이크로렌즈 열의 상호 간은 상기 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 치우치도록 배치된 것이며,
상기 제어 장치는, 상기 마이크로렌즈 어레이를 상기 기판 및 상기 마스크에 대하여 상대적으로 상기 스캔 노광 방향으로 이동시킴과 함께, 상기 마이크로렌즈 열의 배열 피치의 정수배가 아닌 간격으로 상기 카메라에 의해 상기 기판 얼라인먼트 마크의 상 및 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 상을 복수회 촬상하고, 촬상된 복수 개의 상을 중첩하여, 이 중첩된 기판 얼라인먼트 마크의 상 및 마스크 얼라인먼트 마크의 상을 얼라인먼트에 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 노광 장치용 얼라인먼트 장치는,
스캔 노광에 의해 마스크의 패턴을 기판에 전사하는 마이크로렌즈 어레이를 사용한 스캔 노광 장치에 설치되고, 상기 마스크와 상기 기판을 상대적 위치 정렬하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크에, 얼라인먼트용 광을 조사하는 얼라인먼트 광원과,
상기 기판과 상기 마스크의 사이에 개재하여, 상기 기판 얼라인먼트 마크 또는 상기 마스크 얼라인먼트 마크를 각각 상기 마스크 또는 상기 기판에 정립 등배상으로서 결상시키는 마이크로렌즈 어레이와,
상기 기판 얼라인먼트 마크 및 상기 마스크 얼라인먼트 마크를, 한쪽은 반사광의 상 및 다른 쪽은 정립 등배상으로서 촬상하는 카메라와,
이 카메라에 의해 촬상된 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크에 기초하여, 상기 마스크 및/또는 상기 기판의 위치를 조절하는 제어 장치
를 갖고,
상기 마이크로렌즈 어레이는,
복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이와,
이 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되어 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개와,
상기 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 개구수를 제한하는 개구 조리개를 갖고,
상기 복수 개의 마이크로렌즈가 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 배열되어 마이크로렌즈 열을 구성하고, 이 마이크로렌즈 열이 상기 스캔 노광 방향에 복수열 배치됨과 함께, 상기 스캔 노광 방향에 인접하는 2열의 마이크로렌즈 열의 상호 간은 상기 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 치우치도록 배치된 것이며,
상기 제어 장치는, 상기 마이크로렌즈 어레이를 상기 기판 및 상기 마스크에 대하여 상대적으로 스캔 노광 방향으로 이동시킴과 함께, 상기 카메라에 의해 상기 기판 얼라인먼트 마크의 상 및 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 상을 연속적으로 동화상으로서 촬상하고, 연속적으로 촬상된 기판 얼라인먼트 마크의 상 및 마스크 얼라인먼트 마크의 상을 얼라인먼트에 사용하는 것을 특징으로 한다.
이 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
상기 기판 얼라인먼트 마크 및 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 한쪽이, 프레임 형상을 이루고, 다른 쪽이 얼라인먼트 시에 상기 프레임의 중심에 위치하는 직사각 형상을 이루는 것이 바람직하다. 또한, 상기 얼라인먼트 광원은, 상기 카메라가 검출하는 광의 광축과 동축적으로 얼라인먼트 광을 출사하는 것이 바람직하다. 상기 마이크로렌즈 어레이는, 노광용 마이크로렌즈 어레이와 공용할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 노광 장치용 얼라인먼트 장치는, 얼라인먼트 광원에 의해 마스크의 상방으로부터 얼라인먼트 광을 마스크 및 기판에 조사하면, 이 얼라인먼트 광은 마스크를 투과하여, 기판 위에 조사되고, 기판 위의 기판 얼라인먼트 마크에서 반사한 후, 반사광은, 제2 마이크로렌즈 어레이에 의해, 마스크 위에 기판 얼라인먼트 마크의 정립 등배상으로서 결상한다. 따라서, 기판 얼라인먼트 마크 및 마스크 얼라인먼트 마크를, 카메라에 의해, 마스크 위에서 검출할 수 있고, 기판과 마스크의 사이의 갭 G에 기인하는 카메라측의 포커스 차가 0으로 된다. 따라서, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 카메라에 의해 검출되는 양 얼라인먼트 마크끼리의 상대 위치는 변화되지 않아 기판과 마스크의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다. 예를 들어, 기판과 마스크의 얼라인먼트가 취해졌음에도 불구하고, 카메라에 있어서는, 얼라인먼트가 취해지지 않았다고 오관찰되거나, 기판과 마스크의 얼라인먼트가 취해지지 않았음에도 불구하고, 카메라에 있어서는, 얼라인먼트가 취해졌다고 오관찰되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 본 발명에 있어서는, 제어 장치는, 카메라에 의해 검출되는 기판 얼라인먼트 마크와 마스크 얼라인먼트 마크가 일치하도록, 마스크 및/또는 기판의 위치를 조절하므로, 기판과 마스크의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 노광 장치용 얼라인먼트 장치는, 얼라인먼트 광원에 의해 기판의 하방으로부터 얼라인먼트 광을 기판 및 마스크에 조사하면, 기판이 예를 들어 PI(폴리이미드) 및 ITO(주석 도프 산화인듐) 등의 광투과성의 재료로 이루어지는 경우에는, 이 얼라인먼트 광은 기판을 투과하여, 마스크 위에 조사되며, 마스크 위의 마스크 얼라인먼트 마크에서 반사된 후, 반사광은, 제2 마이크로렌즈 어레이에 의해, 기판 위에, 마스크 얼라인먼트 마크의 정립 등배상으로서 결상한다. 따라서, 기판 얼라인먼트 마크 및 마스크 얼라인먼트 마크를, 카메라에 의해, 기판 위에서 검출할 수 있고, 기판과 마스크의 사이의 갭 G에 기인하는 카메라측의 포커스 차가 0으로 된다. 따라서, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 카메라에 의해 검출되는 양 얼라인먼트 마크끼리의 상대 위치는 변화되지 않아, 기판과 마스크의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다.
도 1의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 2의 (a), (b)는 도 1에 도시한 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 광의 광로가 경사진 경우를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 비교예에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 얼라인먼트 장치에 있어서, 얼라인먼트 광의 광로를 나타내는 도면이다.
도 5의 (a) 내지 (d)는, 제1 실시 형태에 따른 얼라인먼트 장치에 있어서, 제2 마이크로렌즈 어레이(7)가 설치되지 않은 경우를 나타내는 도면이다.
도 6의 (a)는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 7의 (a)는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 8의 (a), (b)는 도 7에 도시한 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 광의 광로가 경사진 경우를 나타내는 도면이다.
도 9의 (a)는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 10의 (a)는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 11의 (a)는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 기판 및 마스크의 얼라인먼트 방법을 나타내는 도면, (b)는 마스크 위에 결상되는 기판 얼라인먼트 마크를 마이크로렌즈 어레이와 함께 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크를 나타내는 도면이다.
도 13의 (a)는 기판 얼라인먼트 마크를 마이크로렌즈 어레이와 함께 나타내는 도면, (b)는 그 확대도이다.
도 14는 6각 시야 조리개의 변과 평행한 선 형상 성분을 갖는 기판 얼라인먼트 마크를 나타내는 도면이다.
도 15의 (a)는 기판 얼라인먼트 마크를 마이크로렌즈 어레이와 함께 나타내는 도면, (b)는 그 확대도이다.
도 16의 (a)는 기판 얼라인먼트 마크를 마이크로렌즈 어레이와 함께 나타내는 도면, (b)는 그 확대도이다.
도 17의 (a)는 기판 얼라인먼트 마크를 마이크로렌즈 어레이와 함께 나타내는 도면, (b)는 그 확대도이다.
도 18의 (a), (b)는 도 11에 도시한 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 광의 광로가 경사진 경우를 나타내는 도면이다.
도 19의 (a) 내지 (d)는, 본 발명의 비교예에 따른 노광 장치의 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면이다.
도 20은 제6 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 21의 (a)는 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크를 나타내는 도면, (b)는 기판 얼라인먼트 마크를 마이크로렌즈 어레이와 함께 나타내는 도면이다.
도 22는 제7 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 23의 (a), (b)는 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크를 나타내는 도면이다.
도 24의 (a)는 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 기판 및 마스크의 얼라인먼트 방법을 나타내는 도면, (b)는 마스크 얼라인먼트 마크를 나타내는 도면이다.
도 25는 마이크로렌즈 어레이를 사용한 노광 장치를 나타내는 도면이다.
도 26은 단위 마이크로렌즈 어레이의 배치를 나타내는 단면도이다.
도 27은 마이크로렌즈의 조리개 형상을 나타내는 도면이다.
도 28은 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 노광 장치에 있어서의 기판 및 마스크와 마이크로렌즈 어레이를 나타내는 단면도이다.
도 29는 동일하게, 마이크로렌즈 어레이의 각 마이크로렌즈의 배치를 나타내는 도면이다.
도 30은 동일하게, 마이크로렌즈 어레이의 구조를 나타내는 모식적 단면도다.
도 31의 (a)는 6각 시야 조리개(12)를 나타내고, (b)는 원형 조리개를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 32는 6각 시야 조리개의 기능을 설명하는 도면이다.
도 33은 본 발명의 비교예의 마스크 얼라인먼트 마크를 나타내는 도면으로, (a)는 마이크로렌즈 어레이에 대한 마스크 얼라인먼트 마크의 관계를 나타내고, (b)는 1개의 마스크 얼라인먼트 마크의 형상을 나타내며, (c)는 카메라의 센서에 의해 검출되는 상을 나타내는 도면이다.
도 34는 본 발명의 실시 형태의 마스크 얼라인먼트 마크를 나타내는 도면으로, (a)는 마이크로렌즈 어레이에 대한 마스크 얼라인먼트 마크의 관계를 나타내고, (b)는 1개의 마스크 얼라인먼트 마크의 형상을 나타내며, (c)는 카메라의 센서에 의해 검출되는 상을 나타내는 도면이다.
도 35의 (a) 내지 (c)는, 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 얼라인먼트 장치에 있어서, 다각 시야 조리개를 개재하여 검출되는 기판 얼라인먼트 마크의 상을 마이크로렌즈 어레이와 함께 나타내는 도면, 및 카메라에 의해 촬상된 기판 얼라인먼트 마크의 상을 중첩한 상태를 나타내는 도면이다.
도 36의 (a)는 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 37의 (a), (b)는 도 36에 도시한 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 광의 광로가 경사진 경우를 나타내는 도면이다.
도 38의 (a) 내지 (d)는, 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 얼라인먼트 장치에 있어서, 다각 시야 조리개를 개재하여 검출되는 기판 얼라인먼트 마크의 상 및 카메라에 의해 연속적으로 동화상으로서 촬상된 기판 얼라인먼트 마크의 상을 나타내는 도면이다.
도 39의 (a)는 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 40의 (a)는 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 41의 (a), (b)는 도 40에 도시한 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 광의 광로가 경사진 경우를 나타내는 도면이다.
도 42의 (a)는 본 발명의 제15 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 43의 (a)는 본 발명의 제16 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 44는 마이크로렌즈 어레이를 사용한 노광 장치를 나타내는 도면이다.
도 45는 광로차를 설정하여 기판과 마스크의 사이의 갭을 흡수하는 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 첨부의 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, 도 1의 (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 장치가 설치되는 노광 장치는, 종래의 마이크로렌즈 어레이를 사용한 노광 장치와 마찬가지로, 기판(1)과 마스크(2)의 사이에 마이크로렌즈 어레이(3)가 설치되어 있으며, 노광 광원(8)으로부터 출사된 노광광을 마스크(2)에 형성된 패턴에 투과시키고, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 패턴의 정립 등배상을 기판 위에 결상시킨다. 이 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 장치는, 기판(1)과 마스크(2)의 상대적 위치 정렬에 사용된다.
본 실시 형태에 따른 얼라인먼트 장치에는, 마스크(2)의 상방에, 기판(1)에 마련된 기판 얼라인먼트 마크(1a)와 마스크(2)에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크(2a)에, 마스크(2)의 상방으로부터 얼라인먼트용 광을 조사하는 얼라인먼트 광원(5)이 설치되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 노광용의 상기 마이크로렌즈 어레이(3)는, 기판(1)과 마스크(2)의 상대적 위치 정렬 시에는, 기판 얼라인먼트 마크(1a)와 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 사이로 이동되고, 1매의 마이크로렌즈 어레이(3)를 노광 시와 얼라인먼트 시에 이동시켜서 사용한다. 그리고, 얼라인먼트 시에는, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(1a)로부터 반사된 정립 등배상을 마스크(2) 위에 결상시키도록 구성되어 있다. 또한, 마스크(2)의 상방에는, 카메라(6)가 설치되어 있으며, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)로부터 반사된 반사광 및 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상을 카메라(6)에 의해 검출하도록 구성되어 있다.
도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 카메라(6)는, 예를 들어 1 초점형의 동축 낙사식 현미경이며, 얼라인먼트 광원(5)이 내장되어 있다. 그리고, 얼라인먼트 광원(5)은, 카메라(6)가 검출하는 광의 광축과 동축적으로 얼라인먼트 광을 출사하도록 구성되어 있다. 이 얼라인먼트 광원(5)으로서는, 레이저광 또는 간섭 필터를 투과한 램프광을 사용할 수 있다. 램프 광원으로서는, 예를 들어 할로겐 램프를 사용하면, 비용을 저감할 수 있어, 바람직하다. 또한, 얼라인먼트 광원(5)은, 카메라(6)와는 별체적으로 설치되어 있어도 된다. 얼라인먼트 광원(5)으로부터 출사된 광은, 예를 들어 반사경 및 빔 스플리터 등의 광학계를 개재하여, 마스크(2) 및 기판(1)에 조사된다.
마스크(2)에는, 예를 들어 프레임 형상의 마스크 얼라인먼트 마크(2a)가 마련되어 있으며, 기판(1)에는, 예를 들어 마스크 얼라인먼트 마크(2a)보다도 크기가 작은, 직사각형의 기판 얼라인먼트 마크(1a)가 마련되어 있다. 그리고, 얼라인먼트 시에, 기판(1)과 마스크(2)가 소정의 위치 관계에 있을 때에는, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 얼라인먼트 마크(1a)는, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에 위치한다.
마스크(2) 및 기판(1)에 조사된 얼라인먼트 광은, 각각, 각 얼라인먼트 마크(1a, 2a)에 의해 반사되고, 카메라(6)에 의해 검출되도록 구성되어 있다. 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 카메라(6)는, 마스크(2)의 위치를 제어하는 제어 장치(9)에 접속되어 있으며, 제어 장치(9)는, 카메라(6)에 의한 검출 결과에 의해, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트가 필요한 경우에는, 마스크(2)를 이동시키도록 구성되어 있다. 예를 들어, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 위치가 프레임 형상의 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에서 어긋난 경우에는, 제어 장치(9)는, 기판 얼라인먼트 마크(1a)가 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에 위치하도록 마스크(2)를 이동시킨다. 또한, 도 1의 (a)에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 제어 장치(9)는, 예를 들어 기판(1)이 적재되는 스테이지 등에 접속되고, 기판(1)을 이동시킴으로써, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행하도록 구성되어 있어도 된다. 또는, 제어 장치(9)는, 기판(1) 및 마스크(2)의 양쪽을 이동시킴으로써, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행하도록 구성되어 있어도 된다.
얼라인먼트 시에는, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)와 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 사이의 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(1a)에 의해 반사된 반사광은, 마이크로렌즈 어레이(3)를 투과하고, 마스크(2) 위에는, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상이 결상된다. 따라서, 기판(1)과 마스크(2)의 사이에는, 실제로는, 5 내지 15㎜의 갭 G가 존재하지만, 이 갭 G에 기인하는 카메라(6)측의 포커스 차가 0으로 된다. 따라서, 카메라(6)의 센서에 대한 거리가 서로 다른 기판(1) 및 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(1a, 2a)를 카메라(6)에 동시에 결상시킬 수 있으며, 각 얼라인먼트 마크를 지표로 하여, 기판(1)과 마스크(2)의 위치를 조정하면, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다. 또한, 카메라측의 포커스 차를 0으로 함으로써, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 얼라인먼트 마크끼리의 상대 위치는 변화되지 않아, 매우 높은 얼라인먼트 정밀도를 얻을 수 있다.
다음으로, 전술한 바와 같이 구성된 본 실시 형태에 따른 얼라인먼트 장치의 동작에 대하여 설명한다. 마이크로렌즈 어레이(3)는, 노광 시에는, 마스크(2)에 설치된 패턴 영역의 하방에 위치한다. 우선, 이 마이크로렌즈 어레이(3)가, 도 1에 있어서의 우측 방향으로 이동되고, 기판 얼라인먼트 마크(1a)와 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 사이로 이동된다. 다음으로, 카메라(6)에 내장된 할로겐 램프 등의 얼라인먼트 광원(5)으로부터 얼라인먼트 광을 출사시킨다. 이 얼라인먼트 광은, 예를 들어 반사경 및 빔 스플리터 등의 광학계를 개재하여, 우선, 마스크(2)에 조사된다. 마스크(2)에 조사된 얼라인먼트 광은, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)에 의해 반사된다. 한편, 마스크(2)에 투과된 얼라인먼트 광은, 마스크(2)의 하방에 배치된 마이크로렌즈 어레이(3)에 투과되고, 기판(1) 위에 조사된다.
그리고, 기판 얼라인먼트 마크(1a)에 반사된 반사광은, 마이크로렌즈 어레이(3)를 투과하여, 다시 마스크(2)에 입사되고, 마스크(2) 위에 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상이 결상된다. 그리고, 각 반사광은, 카메라(6)의 센서에 입사되고, 마스크 얼라인먼트 마크(2a) 및 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상이 검출된다. 이와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상을 카메라(6)에 의해 검출하기 때문에, 기판(1)과 마스크(2)의 사이에는, 실제로는, 5 내지 15㎜의 갭 G가 존재하지만, 카메라(6)측에서는, 이 갭 G에 기인하는 포커스 차가 0으로 된다.
그리고, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 및 마스크의 각 얼라인먼트 마크(1a, 2a)에 의해, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행한다. 예를 들어, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 위치가 프레임 형상의 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에서 어긋난 경우에는, 제어 장치(9)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(1a)가 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에 위치하도록 마스크(2)를 이동시켜서 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행한다. 본 실시 형태에 있어서는, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 갭 G에 기인하는 카메라(6)측의 포커스 차가 0으로 되기 때문에, 기판(1) 및 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(1a, 2a)를 지표로 하여, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다.
또한, 마스크(2) 위에 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상을 결상시키기 위해서, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 및 마스크의 얼라인먼트 마크(1a 및 2a)의 상대 위치는, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광이 기판(1) 및 마스크(2)에 수직으로 조사되는 도 1의 (b)의 경우에서 변화되지 않아, 얼라인먼트 광의 광축의 경사에 의해 얼라인먼트 정밀도가 저하되는 경우도 없다.
이하, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서의 상기 효과에 대하여, 비교예와 비교하여 상세히 설명한다. 도 3은, 본 발명의 비교예에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, 도 4는 본 발명의 비교예에 따른 얼라인먼트 장치에 있어서, 얼라인먼트 광의 광로를 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 이 얼라인먼트 장치는, 2 초점형의 동축 낙사 조명을 사용한 얼라인먼트 장치이며, 예를 들어 장파장 광을 출사하는 제1 광원(27)과, 단파장 광을 출사하는 제2 광원(26)이 설치되어 있으며, 제1 광원(27)으로부터의 장파장 광은, 반사경(29)에 의해 반사된 후, 빔 스플리터(28)를 향하여, 제2 광원(26)으로부터의 단파장 광이 이 빔 스플리터(28)에 의해, 제1 광원(27)으로부터의 장파장 광과 집합한다. 그리고, 이들 집합 광은, 렌즈(30)에서 수렴된 후, 빔 스플리터(24)에 의해 반사되어, 렌즈(25)를 거친 후, 마스크(2) 및 기판(1)을 향한다. 이 집합 광은, 마스크(2) 및 기판(1)에 그 면에 수직으로 입사하고, 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(2a) 및 기판(1)의 얼라인먼트 마크(1a)에서 반사되어, 입사 광로와 동일한 광로를 되돌아 온다. 이 반사광은, 빔 스플리터(24)를 통과하고, 렌즈(23, 22)와, 필터(21)를 거쳐, 카메라(20)에 입사한다. 따라서, 반사경(29) 및 빔 스플리터(28)가, 제1 및 제2 광원(27, 26)으로부터 출사한 장파장 광과 단파장 광을 동일 광로에 집합시키는 제1 광학계를 구성하고, 렌즈(30), 빔 스플리터(24), 렌즈(25)가, 이 제1 광학계로부터의 집합 광을 마스크(2) 및 기판(1)에 그들 면에 수직으로 조사하는 제2 광학계를 구성하고, 렌즈(25), 빔 스플리터(24), 렌즈(23), 렌즈(22)가, 마스크(2) 및 기판(1)의 얼라인먼트 마크(2a, 1a)에서 반사된 반사광을 제2 광학계와 동일한 광로를 되돌린 후 카메라(20)까지 유도하는 제3 광학계를 구성한다.
이 비교예에 있어서, 제1 광원(27)으로부터 예를 들어 파장이 670㎚인 적색광을 출사하고, 제2 광원(26)으로부터 예를 들어 파장이 405㎚인 청색광을 출사하면, 이들 광은, 빔 스플리터(28)에 의해 집합한 후, 카메라(20)까지 동일 광로를 진행한다. 즉, 집합 광은, 도 4에 도시한 바와 같이, 빔 스플리터(24)로부터 마스크(2) 및 기판(1)을 향하고, 이 마스크(2) 및 기판(1)에 대하여, 그 면에 수직으로 입사한다.
그 후, 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(2a) 및 기판(1)의 얼라인먼트 마크(1a)에서 반사된 집합 광의 반사광은, 입사광과 동일 광로를 통과하고, 빔 스플리터(24)를 직진하여, 필터(21)를 투과하고, 카메라(20)의 센서에 입사한다. 이때, 집합 광은 동일 렌즈(25, 23, 22)로 이루어지는 광학계를 통과하므로, 이러한 동일 렌즈의 경우, 청색광(파장 405㎚)은 초점 거리가 짧고, 적색광(파장 670㎚)은 초점 거리가 길다. 따라서, 렌즈(25, 23, 22)의 광학 상수 등을 적절하게 설정하면, 카메라(20)의 센서에 입사하는 광 중, 마스크(2)의 얼라인먼트 마크에서 반사된 광은, 청색광의 성분이 카메라(20)의 센서에 의해 초점이 맞게 되고, 카메라(20)에서 보다 먼 기판(1)의 얼라인먼트 마크에서 반사된 광은, 적색광의 성분이 카메라(20)의 센서에 의해 초점이 맞도록 할 수 있다. 이와 같이 구성된 비교예의 얼라인먼트 장치에 있어서, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 갭 G는 5 내지 15㎜ 정도이지만, 카메라(20)에 대한 입사광 중, 적색광과 청색광이 서로 다른 광로 길이를 거쳐 센서에 초점이 맞으므로, 갭 G의 예를 들어 5㎜를 흡수하여, 기판(1) 및 마스크(2)의 양쪽의 얼라인먼트 마크(1a, 2a)를 카메라(20)의 센서 위에서 포커스할 수 있으며, 기판(1) 위의 얼라인먼트 패턴과, 마스크(2) 위의 얼라인먼트 패턴의 양쪽을 센서에 포커스시켜서, 동시에 관찰할 수 있다.
이와 같이 구성된 비교예의 얼라인먼트 장치에 있어서는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광이 기판(1) 및 마스크(2)에 수직으로 조사되는 경우에는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 소정의 얼라인먼트 정밀도가 얻어진다. 그러나, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서는, 반사광의 광로가 변화되고, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 갭 G에 의해, 기판(1)과 마스크(2)가 소정의 위치 관계에 있는 경우에 있어서도, 도 5의 (d)에 도시한 바와 같이, 카메라(6)측에서 검출하는 얼라인먼트 마크(1a, 2a)의 위치가 어긋나버린다. 그렇게 하면, 실제상으로 얼라인먼트 마크(2a)와 얼라인먼트 마크(1a)는 그 위치가 일치하고 있으며, 마스크(2)와 기판(1)은 얼라인먼트가 취해졌음에도 불구하고, 카메라(6)에 있어서는, 얼라인먼트가 취해지지 않았다고 오관찰되어버린다. 바꿔 말하면, 기판(1)과 마스크(2)에서 얼라인먼트가 취해지지 않았음에도 불구하고, 카메라(6)에서, 얼라인먼트 마크(1a)가 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에 있는 것처럼 관찰되어버리는 경우가 발생하여, 기판(1)과 마스크(2)가 얼라인먼트가 취해졌다고 오관찰되어버린다.
이에 반하여, 본 실시 형태에 있어서는, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상을, 마스크(2) 위에 결상시키기 때문에, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 및 마스크의 얼라인먼트 마크(1a 및 2a)의 상대 위치는 변화되지 않아, 매우 높은 얼라인먼트 정밀도를 얻을 수 있다.
또한, 상기 비교예에 있어서는, 파장이 서로 다른 2개의 얼라인먼트 광원을 설치할 필요가 있으며, 구조 및 얼라인먼트 방법이 약간 복잡하지만, 본 실시 형태에 따른 얼라인먼트 장치에 있어서는, 얼라인먼트 시에는, 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)를 기판 얼라인먼트 마크(1a)와 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 사이로 이동시키는 것만으로, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 갭 G에 기인하는 카메라(6)측의 포커스 차를 0으로 하여 높은 얼라인먼트 정밀도가 얻어지고, 얼라인먼트 광원도 1개만이어도 된다.
기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트 후에는, 마이크로렌즈 어레이(3)는, 도 1에 있어서의 좌측 방향으로 이동되고, 마스크(2)에 설치된 패턴 영역의 하방으로 이동되며, 그 후, 노광광이 출사되어, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의한 스캔 노광이 개시된다. 본 실시 형태에 있어서는, 상기한 바와 같이 높은 얼라인먼트 정밀도가 얻어지기 때문에, 스캔 노광에 있어서의 노광 정밀도를 매우 높게 유지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서의 기판 및 마스크의 얼라인먼트 마크(1a, 2a)의 형상은 일례이며, 각 얼라인먼트 마크(1a, 2a)를 카메라(6)에서 검출하고, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행하는 것이 가능한 한, 본 발명은, 얼라인먼트 마크(1a, 2a)의 형상에 의해 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 광원(5)은, 카메라(6)에 내장되어 있으며, 카메라(6)가 검출하는 광의 광축과 동축적으로 얼라인먼트 광을 출사하도록 구성되어 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명에 있어서는, 기판(1) 및 마스크(2)의 한쪽의 정립 등배상을 다른 쪽에 결상시키고, 이것을 카메라(6)에 의해 검출하기 때문에, 얼라인먼트 광원(5)이 출사하는 광의 광축은, 카메라에서 검출되는 반사광의 광축이 동축이 아니어도 된다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 대하여 설명한다. 도 6의 (a)는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, 도 6의 (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다. 제1 실시 형태에 있어서는, 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)를 노광 시와 얼라인먼트 시에 이동시키고, 1매의 마이크로렌즈 어레이를 노광용과 얼라인먼트용으로 공용한 경우를 설명하였지만, 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 마이크로렌즈 어레이(3)는, 노광광이 조사되는 노광 위치와, 얼라인먼트 광이 조사되는 얼라인먼트 위치를 포함하는 크기로 설치되어 있다. 그 밖의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
본 실시 형태와 같이, 1매의 공유 마이크로렌즈 어레이(3)를, 노광 위치와 얼라인먼트 위치를 포함하는 크기의 마이크로렌즈 어레이로 구성함으로써, 노광 시와 얼라인먼트 시에, 마이크로렌즈 어레이(3)를 이동시킬 필요가 없어진다. 그 밖의 효과는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 대하여 설명한다. 도 7의 (a)는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, 도 7의 (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면, 도 8의 (a), (b)는 도 7에 도시한 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 광의 광로가 경사진 경우를 나타내는 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 마이크로렌즈 어레이는, 노광용 (제1) 마이크로렌즈 어레이(3)와 얼라인먼트용 제2 마이크로렌즈 어레이(7)가 2매 설치되어 있다. 그리고, 제2 마이크로렌즈 어레이(7)는, 광학 특성이 (제1) 마이크로렌즈 어레이(3)와 동일하다. 그 밖의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
본 실시 형태에 있어서도, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상을, 마스크(2) 위에 결상시킬 수 있으며, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 5 내지 15㎜의 갭 G에 기인하는 카메라(6)측의 포커스 차를 0으로 할 수 있어, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 얼라인먼트 마크끼리의 상대 위치는 변화되지 않아, 매우 높은 얼라인먼트 정밀도를 얻을 수 있다. 또한, 마이크로렌즈 어레이는, 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)와 얼라인먼트용 마이크로렌즈 어레이(7)가 별체로 구성되어 있음으로써, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 노광 시와 얼라인먼트 시에, 마이크로렌즈 어레이(3)를 이동시킬 필요가 없어진다.
다음으로, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 대하여 설명한다. 도 9의 (a)는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, 도 9의 (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 광원(5) 및 카메라(6)는, 기판(1)의 하방에 배치되어 있으며, 기판의 하방으로부터 얼라인먼트용 광을 조사한다. 또한, 기판 얼라인먼트 마크(1b)가 프레임 형상을 이루고, 마스크 얼라인먼트 마크(2b)는 직사각 형상을 이루고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 노광 대상의 기판(1)은, 예를 들어 PI(폴리이미드) 및 ITO(주석 도프 산화인듐) 등의 광투과성의 재료로 이루어지며, 얼라인먼트용 광은, 기판(1)을 투과하여, 마스크(2)에 조사된다. 즉, 본 실시 형태에 있어서는, 기판(1)이 광투과성의 재료로 이루어지는 경우에 있어서, 얼라인먼트 광의 조사 방향과 기판(1) 및 마스크(2)의 각 얼라인먼트 마크(1b, 2b)의 형상이 제1 실시 형태와 다르며, 그 밖의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
본 실시 형태에 있어서도, 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)는, 기판(1)과 마스크(2)의 상대적 위치 정렬 시에는, 마스크 얼라인먼트 마크(2b)와 기판 얼라인먼트 마크(1b)의 사이로 이동되고, 1매의 마이크로렌즈 어레이(3)를 노광 시와 얼라인먼트 시에 이동시켜서 사용한다. 그리고, 얼라인먼트 시에는, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 마스크 얼라인먼트 마크(2b)에 의해 반사된 반사광은, 마이크로렌즈 어레이(3)를 투과하고, 기판(1) 위에 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 정립 등배상이 결상된다. 따라서, 기판(1)과 마스크(2)의 사이에는, 5 내지 15㎜의 갭 G가 존재하지만, 이 갭 G에 기인하는 카메라(6)측의 포커스 차가 0으로 된다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서도, 상기 제1 내지 제3 실시 형태와 마찬가지로, 기판(1)의 기판 얼라인먼트 마크(1b) 및 마스크(2)의 마스크 얼라인먼트 마크(2b)를 지표로 하여, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다. 예를 들어, 카메라(6)에 의해 검출되는 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 위치가 프레임 형상의 기판 얼라인먼트 마크(1b)의 중심에서 어긋난 경우에는, 제어 장치(9)에 의해, 마스크 얼라인먼트 마크(2b)가 기판 얼라인먼트 마크(1b)의 중심에 위치하도록 마스크(2)를 이동시켜서 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행한다. 또한, 기판(1) 위에 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 정립 등배상을 결상시키기 때문에, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 및 마스크의 얼라인먼트 마크(1b 및 2b)의 상대 위치는, 얼라인먼트 광이 기판(1) 및 마스크(2)에 수직으로 조사되는 경우에서 변화되지 않아, 매우 높은 얼라인먼트 정밀도를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 마이크로렌즈 어레이(3)를, 노광광이 조사되는 노광 위치와, 얼라인먼트 광이 조사되는 얼라인먼트 위치를 포함하는 크기로 설치함으로써, 노광 시와 얼라인먼트 시에, 마이크로렌즈 어레이(3)를 이동시킬 필요가 없어진다.
다음으로, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 대하여 설명한다. 도 10의 (a)는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, 도 10의 (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 마이크로렌즈 어레이는, 노광용의 (제1) 마이크로렌즈 어레이(3)와 얼라인먼트용 제2 마이크로렌즈 어레이(7)가 2매 설치되어 있다. 그리고, 제2 마이크로렌즈 어레이(7)는, 광학 특성이 (제1) 마이크로렌즈 어레이(3)와 동일하다. 이에 의해, 본 실시 형태에 있어서는, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 노광 시와 얼라인먼트 시에, 마이크로렌즈 어레이(3)를 이동시킬 필요가 없어진다.
다음으로, 본 발명의 제6 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 11의 (a)는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 기판 및 마스크의 얼라인먼트 방법을 나타내는 도면, 도 11의 (b)는 마스크 위에 결상되는 기판 얼라인먼트 마크를 마이크로렌즈 어레이와 함께 나타내는 도면, 도 12는, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크를 나타내는 도면, 도 13의 (a)는 기판 얼라인먼트 마크를 마이크로렌즈 어레이와 함께 나타내는 도면, 도 13의 (b)는 그 확대도이다. 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 노광 장치는, 종래의 마이크로렌즈 어레이를 사용한 노광 장치와 마찬가지로, 기판(1)과 마스크(2)의 사이에 마이크로렌즈 어레이(3)가 설치되어 있으며, 노광 광원(8)으로부터 출사된 노광광을 마스크(2)에 형성된 패턴에 투과시키고, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 패턴의 정립 등배상을 기판 위에 결상시킨다. 이 노광 장치에 있어서, 마스크(2)에는, 예를 들어 프레임 형상의 마스크 얼라인먼트 마크(2a)가 마련되어 있으며, 노광 대상의 기판(1)에는, 소정 형상의 기판 얼라인먼트 마크(11)가 마련되어 있다. 그리고, 얼라인먼트 시에는, 마이크로렌즈 어레이(3)는, 예를 들어 기판 얼라인먼트 마크(11)와 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 사이로 이동되고, 1매의 마이크로렌즈 어레이(3)를 노광 시와 얼라인먼트 시에 이동시켜서 사용한다. 그리고, 얼라인먼트 시에는, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(11)로부터 반사된 광을 마스크 위에 정립 등배상으로서 결상시킨다.
본 실시 형태에 있어서는, 마스크(2)의 상방에, 기판(1)에 마련된 기판 얼라인먼트 마크(11)와 마스크(2)에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크(2a)에, 마스크(2)의 상방으로부터 얼라인먼트용 광을 조사하는 얼라인먼트 광원(5)이 설치되어 있으며, 얼라인먼트 시에는, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(11)로부터 반사된 정립 등배상을 마스크(2) 위에 결상시키도록 구성되어 있다. 또한, 마스크(2)의 상방에는, 카메라(6)가 설치되어 있으며, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)로부터 반사된 반사광 및 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(11)의 정립 등배상을 카메라(6)에 의해 검출하도록 구성되어 있다. 그리고, 얼라인먼트 시에, 기판(1)과 마스크(2)가 소정의 위치 관계에 있을 때에는, 카메라(6)에 의해 검출되는 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 얼라인먼트 중심이, 기판 얼라인먼트 마크(11)의 얼라인먼트 중심에 일치한다.
도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 카메라(6)는, 마스크(2)의 위치를 제어하는 제어 장치(9)에 접속되어 있으며, 제어 장치(9)는, 카메라(6)에 의한 검출 결과에 의해, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트가 필요한 경우에는, 마스크(2)를 이동시키도록 구성되어 있다. 예를 들어, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 얼라인먼트 마크(11)의 얼라인먼트 중심의 위치가 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 얼라인먼트 중심에서 어긋난 경우에는, 제어 장치(9)는, 기판 얼라인먼트 마크(11)의 얼라인먼트 중심이 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 얼라인먼트 중심에 일치하도록 마스크(2)를 이동시킨다. 또한, 도 11의 (a)에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 제어 장치(9)는, 예를 들어 기판(1)이 적재되는 스테이지 등에 접속되고, 기판(1)을 이동시킴으로써, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행하도록 구성되어 있어도 된다. 또는, 제어 장치(9)는, 기판(1)과 마스크(2) 양쪽을 이동시킴으로써, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행하도록 구성되어 있어도 된다.
도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 카메라(6)는, 예를 들어 1 초점형의 동축 낙사식 현미경이며, 얼라인먼트 광원(5)이 내장되어 있다. 그리고, 얼라인먼트 광원(5)은, 카메라(6)가 검출하는 광의 광축과 동축적으로 얼라인먼트 광을 출사하도록 구성되어 있다. 이 얼라인먼트 광원(5)으로서는, 레이저광 또는 간섭 필터를 투과한 램프광을 사용할 수 있다. 램프 광원으로서는, 예를 들어 할로겐 램프를 사용하면, 비용을 저감할 수 있어, 바람직하다. 또한, 얼라인먼트 광원(5)은, 카메라(6)와는 별체적으로 설치되어 있어도 된다. 얼라인먼트 광원(5)으로부터 출사된 광은, 예를 들어 반사경 및 빔 스플리터 등의 광학계를 개재하여, 마스크(2) 및 기판(1)에 조사된다.
마이크로렌즈 어레이(3)에는, 각 마이크로렌즈마다, 다각 시야 조리개(42) 및 개구 조리개(41)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 도 27에 도시한 바와 같이, 다각 시야 조리개는, 마이크로렌즈의 개구 조리개(41) 중에 6각형 형상의 개구로서 형성된 6각 시야 조리개(42)로서 구성되어 있다. 따라서, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 기판(1)의 반사광은, 6각 시야 조리개(42)에 의해, 6각형으로 둘러싸인 영역에 대응하는 기판 영역으로부터의 반사광만이 투과되고, 이 영역의 정립 등배상이 마스크(2) 위에 결상된다.
도 25는 마이크로렌즈 어레이를 사용한 노광 장치를 나타내는 모식도이다. 노광 대상의 기판(1)의 상방에, 기판(1)에 노광되는 패턴이 형성된 마스크(2)가, 기판(1)에 대하여 적정 길이 간격을 두고 배치되어 있다. 그리고, 이 기판(1)과 마스크(2)의 사이에, 마이크로렌즈(4)를 2차원적으로 배열한 마이크로렌즈 어레이(3)가 배치되어 있으며, 마스크(2)의 상방으로부터 노광광이 마스크(2)에 대하여 조사되고, 마스크(2)를 투과한 노광광이 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해 기판(1) 위에 투영되며, 마스크(2)에 형성된 패턴이, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해 정립 등배상으로서, 기판 표면 위의 레지스트 등에 전사된다.
도 26은 노광 장치에 사용되는 마이크로렌즈 어레이(3)를 나타내는 도면이다. 도 26에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈 어레이(3)는, 예를 들어 4매 8렌즈 구성이며, 4매의 단위 마이크로렌즈 어레이(3-1, 3-2, 3-3, 3-4)가 적층된 구조를 갖는다. 각 단위 마이크로렌즈 어레이(3-1 내지 3-4)는 안팎 2개의 볼록 렌즈에 의해 표현되는 광학계로 구성되어 있다. 이에 의해, 노광광은 단위 마이크로렌즈 어레이(3-2)와 단위 마이크로렌즈 어레이(3-3)의 사이에서 일단 수렴하고, 또한 단위 마이크로렌즈 어레이(3-4)의 하방의 기판 위에서 결상한다. 즉, 단위 마이크로렌즈 어레이(3-2)와 단위 마이크로렌즈 어레이(3-3)의 사이에는, 마스크(2)의 도립 등배상이 결상하고, 기판 위에는, 마스크(2)의 정립 등배상이 결상한다. 단위 마이크로렌즈 어레이(3-2)와 단위 마이크로렌즈 어레이(3-3)의 사이에는, 다각 시야 조리개(예를 들어 6각 시야 조리개(42))가 배치되고, 단위 마이크로렌즈 어레이(3-3)와 단위 마이크로렌즈 어레이(3-4)의 사이에는, 원형의 개구 조리개(41)가 배치되어 있다. 개구 조리개(41)가 각 마이크로렌즈의 NA(개구수)를 제한함과 함께, 6각 시야 조리개(42)가 결상 위치에 가까운 부분에서 6각형으로 시야를 좁힌다. 이들 6각 시야 조리개(42) 및 개구 조리개(41)는 마이크로렌즈마다 설치되어 있으며, 각 마이크로렌즈에 대하여, 마이크로렌즈의 광투과 영역을 개구 조리개(41)에 의해 원형으로 정형함과 함께, 노광광의 기판 위의 노광 영역을 6각형으로 정형하고 있다. 6각 시야 조리개(42)는, 예를 들어 도 27에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈의 개구 조리개(41) 중에 6각형 형상의 개구로서 형성된다. 따라서, 이 6각 시야 조리개(42)에 의해, 마이크로렌즈 어레이(3)를 투과한 노광광은, 스캔이 정지하고 있는 것으로 하면, 기판(1) 위에서 도 13에 도시한 6각형으로 둘러싸인 영역에만 조사된다.
마이크로렌즈 어레이를 사용한 스캔 노광에 있어서는, 통상적으로 마스크(2) 및 기판(1)을 고정하고, 마이크로렌즈 어레이(3)와 노광 광원 및 광학계를, 일체적으로, 지면에 수직인 방향으로 이동시킴으로써, 노광광이 기판(1) 위를 스캔하도록 되어 있다. 이 경우에, 기판(1)의 상면 및 마스크(2)의 하면에, 각각, 얼라인먼트 마크(1a 및 2a)를 해두고, 이들 얼라인먼트 마크(1a 및 2a)를 지표로 하여, 기판(1)과 마스크(2)를 상대적으로 위치 정렬할 필요가 있다.
이와 같이, 마이크로렌즈 어레이(3)에는, 다각 시야 조리개가 설치되어 있기 때문에, 기판(1)에 마련된 얼라인먼트 마크가, 예를 들어 도 14에 도시한 바와 같이, 2개의 선 형상의 마크 부재(111A, 111B)에 의해 구성된 십자 형상의 기판 얼라인먼트 마크(111)인 경우에 있어서는, 기판 얼라인먼트 마크(111)가 마이크로렌즈 어레이(3)의 마이크로렌즈 간에 위치하여, 얼라인먼트 마크의 검출을 할 수 없는 경우가 발생한다. 또한, 도 14에 도시한 바와 같이, 기판 얼라인먼트 마크(111)의 일부가 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출할 수 있는 경우에 있어서도, 검출된 마크 부재(111B)가 6각 시야 조리개(42)의 개구를 구성하는 변에 평행한 경우에는, 카메라(6)에 의해 검출된 상이, 6각 시야 조리개(42)의 개구를 구성하는 변(42d)의 상인지, 또는 기판 얼라인먼트 마크(111)의 마크 부재(111B)의 상인지를 식별하는 것이 어렵다.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 기판 얼라인먼트 마크(11)는, 6각 시야 조리개(42)의 개구의 모든 변(42a 내지 42f)에 대하여 경사지는 방향으로 연장되는 복수 개의 선 형상의 마크 부재(11A 내지 11K)에 의해 구성되어 있다. 따라서, 카메라(6)에 의해 검출되었을 때, 검출된 마크가 연장되는 방향은, 6각 시야 조리개(42)의 변에 대하여 경사진다. 이에 의해, 카메라(6)에 의해 검출되는 마크 부재를 6각 시야 조리개(42)의 개구에 대하여 명확하게 식별할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 있어서의 기판 얼라인먼트 마크(11)는, 얼라인먼트 중심(110)으로부터 방사 형상으로 연장되는 제1 마크 부재(11A 내지 11C)와, 얼라인먼트 중심(110)을 중심으로 하는 다각형(예를 들어 8각형)의 변 위로 연장되는 복수 개의 제2 마크 부재(11D 내지 11K)로 이루어진다. 그리고, 제1 마크 부재 및 제2 마크 부재는, 복수 개소에서 교차하고 있다. 즉, 제1 마크 부재(11B)는, 2개의 제2 마크 부재(11E, 11I)와 교차하고, 제1 마크 부재(11C)는, 2개의 제2 마크 부재(11F, 11J)와 교차하고, 제1 마크 부재(11A)는, 2개의 제2 마크 부재(11D 및 11K)와 1점에서 교차하고, 또한, 2개의 제2 마크 부재(11G 및 11H)와 1점에서 교차하고 있다. 그리고, 이들 마크 부재 중, 복수 개의 마크 부재가 어느 하나의 다각 시야 조리개 중에 존재하도록 6각 시야 조리개(42) 및 마크 부재의 위치가 정해져 있다.
도 13에 도시한 바와 같이, 제1 마크 부재(11A 내지 11C)가 교차하고 있는 얼라인먼트 중심(110)이 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출할 수 있는 경우에 있어서는, 이 얼라인먼트 중심(110)을 지표로 하여, 기판(1) 및 마스크(2)의 얼라인먼트를 행할 수 있다. 그러나, 도 15 내지 도 17에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈 어레이(3)에 대하여, 기판 얼라인먼트 마크(11)의 상대적 위치가 도 13에 도시한 상태에서 어긋난 경우, 기판 얼라인먼트 마크(11)의 얼라인먼트 중심(110)은, 2차원적으로 배치된 마이크로렌즈 간의 광을 투과하지 않는 영역에 위치하기 때문에, 얼라인먼트 중심(110)은, 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출할 수 없다.
본 발명에 있어서는, 기판 얼라인먼트 마크(11)는, 예를 들어 마크 부재끼리의 교차부가 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출되는 형상으로 마련되어 있으며, 이 마크 부재(11A 내지 11K)끼리가 교차한 점에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(11)의 얼라인먼트 중심(110)이 검출된다. 예를 들어 도 15에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈 어레이(3)에 대한 기판 얼라인먼트 마크(11)의 상대적 위치가, 도 13에 도시한 상태로부터 좌우 방향으로 어긋난 경우에 있어서는, 제2 마크 부재(11E, 11F)끼리의 교차부 및 제2 마크 부재(11I, 11J)끼리의 교차부가 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출된다. 이 경우에 있어서는, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 검출된 교차부의 중점이 기판 얼라인먼트 마크의 얼라인먼트 중심(110)으로서 검출된다. 또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈 어레이(3)에 대한 기판 얼라인먼트 마크(11)의 상대적 위치가, 도 13에 도시한 상태로부터 경사 방향으로 어긋난 경우에 있어서는, 제2 마크 부재(11D, 11E)끼리의 교차부 및 제2 마크 부재(11H, 11I)끼리의 교차부가 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출된다. 이 경우에 있어서는, 도 16의 (b)에 도시한 바와 같이, 검출된 교차부의 중점이 기판 얼라인먼트 마크의 얼라인먼트 중심(110)으로서 검출된다. 또한, 도 17에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈 어레이(3)에 대한 기판 얼라인먼트 마크(11)의 상대적 위치가, 도 13에 도시한 상태로부터 상하 방향으로 어긋난 경우에 있어서는, 제2 마크 부재(11J, 11K)끼리의 교차부 및 제1 마크 부재(11A)와 제2 마크 부재(11G, 11H)의 교차부가 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출된다. 이 경우에 있어서는, 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 마크 부재(11A)와 제2 마크 부재(11G, 11H)의 교차부를 기준으로 하여, 소정 거리만큼 이격한 위치가 기판 얼라인먼트 마크의 얼라인먼트 중심(110)으로서 검출된다. 이 도 17에 도시한 예에 있어서는, 또한, 제2 마크 부재(11J, 11K)끼리의 교차부도 검출되고, 필요에 따라서, 기판 얼라인먼트 마크의 얼라인먼트 중심(110)의 검출에 이용된다.
다음으로, 전술한 바와 같이 구성된 본 실시 형태에 따른 얼라인먼트 장치의 동작에 대하여 설명한다. 마이크로렌즈 어레이(3)는, 노광 시에는, 마스크(2)에 설치된 패턴 영역의 하방에 위치한다. 우선, 이 마이크로렌즈 어레이(3)가, 도 11에 있어서의 우측 방향으로 이동되고, 기판 얼라인먼트 마크(11)와 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 사이로 이동된다. 다음으로, 카메라(6)에 내장된 할로겐 램프 등의 얼라인먼트 광원(5)으로부터 얼라인먼트 광을 출사시킨다. 이 얼라인먼트 광은, 예를 들어 반사경 및 빔 스플리터 등의 광학계를 개재하여, 우선, 마스크(2)에 조사된다. 마스크(2)에 조사된 얼라인먼트 광은, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)에 의해 반사된다. 한편, 마스크(2)에 투과된 얼라인먼트 광은, 마스크(2)의 하방에 배치된 마이크로렌즈 어레이(3)에 투과되고, 기판(1) 위에 조사된다.
그리고, 기판 얼라인먼트 마크(11)에 반사된 반사광은, 마이크로렌즈 어레이(3)를 투과하여, 다시 마스크(2)에 입사되고, 마스크(2) 위에 기판 얼라인먼트 마크(11)의 정립 등배상이 결상된다. 이때, 마스크(2) 위에는, 6각 시야 조리개(42)의 개구에 대응하는 기판 영역으로부터의 반사광만이 투과되고, 이 영역의 정립 등배상이 마스크(2) 위에 결상된다. 그리고, 각 반사광은, 카메라(6)의 센서에 입사되고, 마스크 얼라인먼트 마크(2a) 및 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(11)의 정립 등배상이 검출된다. 이와 같이, 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(11)의 정립 등배상을 카메라(6)에 의해 검출함으로써, 기판(1)과 마스크(2)의 사이에는, 실제로는, 5 내지 15㎜의 갭 G가 존재하지만, 카메라(6)측에서는, 이 갭 G에 기인하는 포커스 차가 0으로 된다.
본 실시 형태에 있어서는, 기판 얼라인먼트 마크(11)는, 6각 시야 조리개(42)의 개구의 모든 변(42a 내지 42f)에 대하여 경사지는 방향으로 연장되는 복수 개의 선 형상의 마크 부재(11A 내지 11K)에 의해 구성되어 있다. 따라서, 카메라(6)에 의해 검출되었을 때, 검출된 마크가 연장되는 방향에 의해, 이것을 6각 시야 조리개(42)의 개구에 대하여 명확하게 식별할 수 있다.
카메라(6)에 의한 기판 얼라인먼트 마크(11)의 검출 시, 도 13에 도시한 바와 같이, 제1 마크 부재(11A 내지 11C)끼리가 교차하는 기판 얼라인먼트 마크(11)의 얼라인먼트 중심(110)이 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출할 수 있는 경우에 있어서는, 이 기판 얼라인먼트 마크의 얼라인먼트 중심(110)을 지표로 하여, 기판(1) 및 마스크(2)의 얼라인먼트를 행할 수 있다. 예를 들어, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 얼라인먼트 마크(11)의 얼라인먼트 중심의 위치가 프레임 형상의 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에서 어긋난 경우에는, 제어 장치(9)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크의 얼라인먼트 중심(110)이 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에 위치하도록 마스크(2)를 이동시켜서, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행한다. 본 실시 형태에 있어서는, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 갭 G에 기인하는 카메라(6)측의 포커스 차가 0으로 되기 때문에, 기판(1) 및 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(11, 2a)를 지표로 하여, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다.
그러나, 도 15 내지 도 17에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈 어레이(3)에 대한 기판 얼라인먼트 마크(11)의 상대적 위치가 도 13에 도시한 상태에서 어긋난 경우, 기판 얼라인먼트 마크의 얼라인먼트 중심(110)은, 2차원적으로 배치된 마이크로렌즈 간의 광을 투과하지 않는 영역에 위치하기 때문에, 얼라인먼트 중심(110)은, 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출할 수 없다. 그러나, 본 실시 형태에 있어서는, 기판 얼라인먼트 마크(11)는, 얼라인먼트 중심(110)으로부터 방사 형상으로 연장되는 제1 마크 부재(11A 내지 11C)와, 얼라인먼트 중심(110)을 중심으로 하는 다각형(예를 들어 8각형)의 변 위로 연장되는 복수 개의 제2 마크 부재(11D 내지 11K)로 이루어지고, 복수 개의 마크 부재가 어느 하나의 다각 시야 조리개 중에 존재하도록 6각 시야 조리개(42) 및 마크 부재의 위치가 정해져 있다. 즉, 기판 얼라인먼트 마크(11)는, 마크 부재끼리의 교차부가 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출되는 형상으로 마련되어 있으며, 이 마크 부재(11A 내지 11K)끼리가 교차한 점에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(11)의 얼라인먼트 중심(110)이 검출된다. 예를 들어, 도 15에 도시한 바와 같이, 카메라(6)에 의해, 제2 마크 부재(11E, 11F)끼리의 교차부 및 제2 마크 부재(11I, 11J)끼리의 교차부가 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출되고, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 검출된 교차부의 중점이 기판 얼라인먼트 마크의 얼라인먼트 중심(110)으로서 검출된다. 또는, 도 16에 도시한 바와 같이, 제2 마크 부재(11D, 11E)끼리의 교차부 및 제2 마크 부재(11H, 11I)끼리의 교차부가 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출되고, 도 16의 (b)에 도시한 바와 같이, 검출된 교차부의 중점이 기판 얼라인먼트 마크의 얼라인먼트 중심(110)으로서 검출된다. 도 17에 도시한 바와 같이, 제1 마크 부재(11A)와 제2 마크 부재(11G, 11H)의 교차부가 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 검출된 경우에 있어서는, 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 마크 부재(11A)와 제2 마크 부재(11G, 11H)의 교차부를 기준으로 하여, 소정 거리만큼 이격한 위치가 기판 얼라인먼트 마크의 얼라인먼트 중심(110)으로서 검출된다. 따라서, 이 기판 얼라인먼트 마크의 얼라인먼트 중심(110)이 프레임 형상의 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에 위치하도록, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 기판 얼라인먼트 마크(11)의 얼라인먼트 중심(110)은, 2차원적으로 배치된 마이크로렌즈 간의 광을 투과하지 않는 영역에 위치하는 경우에 있어서도, 기판 얼라인먼트 마크(11)의 각 선 형상의 마크 부재(11A 내지 11K)끼리의 교차점에 의해, 얼라인먼트 중심(110)을 검출할 수 있고, 검출된 얼라인먼트 마크에 의해, 위치 정렬 정밀도를 높게 유지할 수 있다.
본 실시 형태와 같이 마이크로렌즈 어레이(3)를 사용하여, 마스크(2) 위에 기판 얼라인먼트 마크(11)의 정립 등배상을 결상시키고, 이에 의해, 기판과 마스크의 사이의 갭 G에 기인하는 카메라측의 포커스 차를 0으로 함으로써, 도 18의 (a)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 얼라인먼트 마크(11, 2a) 간의 상대 위치는 도 11에 도시한 경우에서 변화되지 않아, 매우 높은 얼라인먼트 정밀도를 얻을 수 있다.
즉, 기판(1) 및 마스크(2)의 상대적 위치 정렬에 마이크로렌즈 어레이(3)를 사용하지 않는 경우에 있어서는, 도 19의 (a)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광이 기판(1) 및 마스크(2)에 수직으로 조사되는 경우에는, 도 19의 (b)에 도시한 바와 같이, 소정의 얼라인먼트 정밀도가 얻어진다. 그러나, 도 19의 (c)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서는, 반사광의 광로가 변화되고, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 갭 G에 의해, 기판(1)과 마스크(2)가 소정의 위치 관계에 있는 경우에 있어서도, 도 19의 (d)에 도시한 바와 같이, 카메라(6)측으로 검출하는 얼라인먼트 마크(1a, 2a)의 위치가 어긋나버린다. 그렇게 하면, 실제상으로 얼라인먼트 마크(2a)와 얼라인먼트 마크(1a)는 그 위치가 일치하고 있으며, 마스크(2)와 기판(1)은 얼라인먼트가 취해지지 않았음에도 불구하고, 카메라(6)에 있어서는, 얼라인먼트가 취해지지 않았다고 오관찰되어버린다. 다시 말하면, 기판(1)과 마스크(2)가 얼라인먼트가 취해지지 않았음에도 불구하고, 카메라(6)에서, 얼라인먼트 마크(1a)가 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에 있는 것처럼 관찰되어버리는 경우가 발생하여, 기판(1)과 마스크(2)가 얼라인먼트가 취해졌다고 오관찰되어버린다.
이에 반하여, 본 실시 형태에 있어서는, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(11)의 정립 등배상을, 마스크(2) 위에 결상시키기 때문에, 도 18에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 및 마스크의 얼라인먼트 마크(11 및 2a)의 상대 위치는 변화되지 않아, 매우 높은 얼라인먼트 정밀도를 얻을 수 있다.
기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트 후에는, 마이크로렌즈 어레이(3)는, 도 11에 있어서의 좌측 방향으로 이동되어, 마스크(2)에 설치된 패턴 영역의 하방으로 이동되고, 그 후, 노광광이 출사되어, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의한 스캔 노광이 개시된다. 본 실시 형태에 있어서는, 상기한 바와 같이 높은 얼라인먼트 정밀도가 얻어지기 때문에, 스캔 노광에 있어서의 노광 정밀도를 매우 높게 유지할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 광원(5)은, 카메라(6)에 내장되어 있으며, 카메라(6)가 검출하는 광의 광축과 동축적으로 얼라인먼트 광을 출사하도록 구성되어 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명에 있어서는, 기판(1) 및 마스크(2)의 한쪽 정립 등배상을 다른 쪽에 결상시키고, 이것을 카메라(6)에 의해 검출 할 수 있도록 구성되어 있으면 되며, 얼라인먼트 광원(5)이 출사하는 광의 광축은, 카메라에서 검출되는 반사광의 광축과 동축이 아니어도 된다.
다음으로, 본 실시 형태의 변형예에 따른 기판 얼라인먼트 마크에 대하여 설명한다. 도 20은 제6 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 20에 도시한 바와 같이, 이 기판 얼라인먼트 마크(12)는, 제6 실시 형태에 있어서의 제2 마크 부재(11D 내지 11K)가 2분할되고, 중앙에 간극이 형성되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 있어서의 기판 얼라인먼트 마크(12)는, 얼라인먼트 중심(120)으로부터 방사 형상으로 연장되는 3개의 제1 마크 부재(12A 내지 12C)와, 얼라인먼트 중심(120)을 중심으로 하는 다각형의 변 위로 연장되는 복수 개의 제2 마크 부재(12D 내지 12W)로 이루어진다. 그리고, 제1 마크 부재 및 제2 마크 부재는, 복수 개소에서 교차하고 있다. 즉, 제1 마크 부재(12B)는, 2개의 제2 마크 부재(12G, 12Q)와 교차하고, 제1 마크 부재(12C)는, 2개의 제2 마크 부재(12J, 12T)와 교차하고, 제1 마크 부재(12A)는, 2개의 제2 마크 부재(12D 및 12W)와 1점에서 교차하고, 또한, 2개의 제2 마크 부재(12M 및 12N)와 1점에서 교차하고 있다. 그러나, 본 실시 형태에 있어서도, 기판 얼라인먼트 마크를 구성하는 마크 부재끼리의 교차점의 수는, 제6 실시 형태와 동일하다. 따라서, 제6 실시 형태와 마찬가지의 얼라인먼트 방법에 의해, 마찬가지의 효과가 얻어진다.
다음으로, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크에 대하여 설명한다. 도 21의 (a)는 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크를 나타내는 도면, 도 21의 (b)는 기판 얼라인먼트 마크를 마이크로렌즈 어레이와 함께 나타내는 도면이다. 도 21의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크(13)는, 제6 실시 형태의 기판 얼라인먼트 마크(11)에 있어서, 얼라인먼트 중심(130)측에 이 얼라인먼트 중심을 공통의 중심으로 하는 8각형의 변 위에 연결되어 배치된 선 형상의 마크 부재(13d 내지 13k)를 갖고 있다. 그 밖의 마크 부재(13A 내지 13C)는, 제6 실시예의 마크 부재(11A 내지 11C)와 마찬가지이며, 마크 부재(13D 내지 13K)도, 제6 실시예의 마크 부재(11D 내지 11K)와 마찬가지이다.
이와 같이, 얼라인먼트 중심(130)을 공통의 중심으로 하는 마크 부재(13d 내지 13k)를 설치함으로써, 제6 실시 형태에서 상기한 경우 외에, 도 21의 (b)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 중심(130)측의 마크 부재(13d, 13e)의 교차점 및 외측의 마크 부재(13D, 13E)의 교차점의 양쪽이, 1개의 6각 시야 조리개(42)의 개구를 통해서 마스크(2) 위에 결상되는 경우가 발생한다. 이 경우에는, 교차점끼리의 연장선 위에 소정 거리만큼 이격한 위치가 기판 얼라인먼트 마크(13)의 얼라인먼트 중심(130)으로서 검출된다. 그리고, 이 검출된 얼라인먼트 중심(130)의 위치를 지표로 하여, 기판(1) 및 마스크(2)의 얼라인먼트를 행할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서도, 제6 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 실시 형태에 있어서도, 기판 얼라인먼트 마크는, 제6 실시 형태와 마찬가지의 변형이 가능하다. 예를 들어, 제7 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크(13)에 있어서, 얼라인먼트 중심(130)을 둘러싸도록 형성된 마크 부재(13D 내지 13K, 13d 내지 13k)가 2분할되고, 중앙에 간극이 형성되어 있어도 되며, 도 22에 도시한 바와 같은 기판 얼라인먼트 마크(14)를 사용할 수 있다.
또한, 도 21의 (b)에 도시한 바와 같이, 이 얼라인먼트 마크(13)는, 선 대칭의 다각형 형상의 도형으로 이루어지며, 다각 시야 조리개의 개구부를 구성하는 어느 하나의 연변과 평행하게 되지 않도록 배치된 다각형 형상부와, 상기 다각형 형상부의 중심으로부터, 상기 다각형 형상부를 횡단하는 적어도 6개의 방사선으로 이루어지는 방사선부를 갖고, 상기 다각형 형상부 및 상기 방사선부의 전체가, 상기 렌즈의 크기보다 크고, 4개의 인접하는 렌즈의 전체의 크기보다 작은 것이다. 따라서, 전술한 바와 같이, 얼라인먼트 마크(13)의 선분을, 다각 시야 조리개(42)의 연변과 구별할 수 있으며, 또한, 어느 하나의 선분이 다각 시야 조리개(42) 중에 존재하므로, 얼라인먼트 마크(13)의 중심을 고정밀도로 검출할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크에 대하여 설명한다. 도 23의 (a), (b)는 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크를 나타내는 도면이다. 도 23의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크(15)는, 제7 실시 형태의 기판 얼라인먼트 마크(13)에 있어서, 얼라인먼트 중심(130)측의 마크 부재와, 외측에 배치된 마크 부재는, 선의 굵기가 서로 다르다. 따라서 본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 중심(130)측의 선 형상 마크와 외측의 마크 부재의 식별이 용이하다. 그 밖의 구성 및 효과는 제6 및 제7 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 기판 얼라인먼트 마크(15)는, 제6 및 제7 실시 형태와 마찬가지의 변형이 가능하다. 예를 들어, 제8 실시 형태에 따른 기판 얼라인먼트 마크(15)에 있어서, 얼라인먼트 중심을 둘러싸도록 형성된 선 형상의 마크가 2분할되고, 중앙에 간극이 형성되어 있어도 되며, 도 23의 (b)에 도시한 바와 같은 기판 얼라인먼트 마크(16)를 사용할 수 있다.
상기 제6 내지 제8 실시 형태에 있어서는, 기판 얼라인먼트 마크의 정립 등배상을 마스크 위에 결상시킨 경우에 대하여 설명하였지만, 마스크 얼라인먼트 마크의 정립 등배상을 기판 위에 결상시키는 경우에 있어서도, 마스크 얼라인먼트 마크를, 얼라인먼트 중심으로부터 방사 형상으로 연장되는 제1 군의 마크 부재와, 얼라인먼트 중심을 중심으로 하는 다각형의 변 위로 연장되는 제2 군의 마크 부재에 의해 구성하고, 이들 마크 부재 중, 복수 개의 마크 부재가 어느 하나의 다각 시야 조리개 중에 존재하도록 6각 시야 조리개 및 마크 부재의 위치가 정해져 있으면, 제6 내지 제8 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
다음으로, 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 노광 장치에 대하여 설명한다. 도 24의 (a)는 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 기판 및 마스크의 얼라인먼트 방법을 나타내는 도면, (b)는 마스크 얼라인먼트 마크를 나타내는 도면이다. 도 24의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 광원(5) 및 카메라(6)는, 기판(1)의 하방에 배치되어 있으며, 기판의 하방으로부터 얼라인먼트용 광을 조사한다. 또한, 기판 얼라인먼트 마크(1b)가 프레임 형상을 이루고, 마스크 얼라인먼트 마크(2B)는, 도 24의 (b)에 도시한 바와 같이, 제6 실시 형태에 있어서의 기판 얼라인먼트 마크(11)와 마찬가지의 형상으로 마련되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 노광 대상의 기판(1)은, 예를 들어 PI(폴리이미드) 및 ITO(주석 도프 산화인듐) 등의 광투과성의 재료로 이루어지고, 얼라인먼트용 광은, 기판(1)을 투과하여, 마스크(2)에 조사된다. 즉, 본 실시 형태에 있어서는, 기판(1)이 광투과성의 재료로 이루어지는 경우에 있어서, 얼라인먼트 광의 조사 방향과 기판(1) 및 마스크(2)의 각 얼라인먼트 마크(1b, 2B)의 형상이 제6 실시 형태와 다르며, 그 밖의 구성은, 제6 실시 형태와 마찬가지이다. 본 실시 형태와 같이, 얼라인먼트 광을 기판의 하방으로부터 조사하는 경우에 있어서도, 제6 실시 형태와 마찬가지의 얼라인먼트 방법에 의해, 고정밀도의 얼라인먼트를 실현할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제10 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 28은 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치를 나타내는 도면, 도 29는 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈의 배치를 나타내는 도면, 도 30은 마이크로렌즈 어레이의 구조를 나타내는 도면, 도 31은 개구 형상을 나타내는 도면, 도 32는 마이크로렌즈 어레이에 의한 노광 원리를 나타내는 도면이다. 기판(1)과, 이 기판(1)에 전사해야 할 노광 패턴이 형성된 마스크(2)의 사이에, 마이크로렌즈 어레이(3)가 배치되어 있다. 이 마이크로렌즈 어레이(3)를 사이에 배치하기 위해서, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 갭은, 전술한 바와 같이, 5 내지 15㎜이다. 마이크로렌즈 어레이(3)는, 후술하는 바와 같이 하여, 마스크(2)에 설치된 패턴의 정립 등배상을 기판(1)에 결상시킨다.
그리고, 기판(1)의 상면의 마스크(2)에 대한 대향면에는, 기판 얼라인먼트 마크(32)가 배치되어 있으며, 마스크(2)의 하면의 기판(1)에 대한 대향면에는, 마스크 얼라인먼트 마크(31)가 배치되어 있다.
또한, 도 29 및 도 30에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈 어레이(3)는 다수의 마이크로렌즈(4)가 2차원적으로 배치되어 구성되어 있으며, 각 마이크로렌즈(4)에는 6각형 형상의 6각 시야 조리개(42)가 배치되어 있으며, 이 6각 시야 조리개(42)를 투과한 광만이 기판(1)에 조사된다. 마이크로렌즈 어레이(3)는, 도 30에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 4매의 단위 마이크로렌즈 어레이(3-1, 3-2, 3-3, 3-4)가 적층되어 구성되어 있으며, 각 단위 마이크로렌즈 어레이(3-1, 3-2, 3-3, 3-4)는 유리판의 상면 및 하면에 볼록 렌즈로서의 마이크로렌즈(4)가 형성된 구조를 갖고 있다. 그리고, 최상층의 단위 마이크로렌즈 어레이(3-1)의 상면에는, 마이크로렌즈(4) 이외의 영역에, Cr막 등의 차광막(43)이 형성되어 있으며, 이 차광막(43)에 형성된 원형의 개구(40) 내에 볼록 렌즈로서의 마이크로렌즈(2a)가 배치되어 있다. 이 차광막(43)은, 미광을 방지하기 위해서, 마이크로렌즈(4) 이외의 영역에 조사된 노광광을 반사하여, 마이크로렌즈(4) 이외의 영역에 노광광이 입사하는 것을 방지하고 있다.
또한, 단위 마이크로렌즈 어레이(3-2)와, 단위 마이크로렌즈 어레이(3-3)의 사이에는, 6각 시야 조리개(42)가 배치되고, 단위 마이크로렌즈 어레이(3-3)와 단위 마이크로렌즈 어레이(3-4)의 사이에는, 개구수를 규정하는 원형의 개구 조리개(41)가 배치되어 있다. 6각 시야 조리개(42)는, 도 31의 (a)에 도시한 바와 같이, 렌즈 형상을 나타내는 차광막(43)의 개구(40) 내에, 6각형 형상의 개구로서 설치되어 있으며, 원형의 개구 조리개(41)는, 도 31의 (b)에 도시한 바와 같이, 개구(40) 내에, 원형의 개구로서 설치되어 있다. 그리고, 도 30에 도시한 바와 같이, 마스크(2)를 투과한 노광광은, 4매의 단위 마이크로렌즈 어레이에 의해, 우선, 단위 마이크로렌즈 어레이(3-2)와 단위 마이크로렌즈 어레이(3-3)의 사이에서 도립 등배상으로서 일단 결상하고, 단위 마이크로렌즈 어레이(3-3)와 단위 마이크로렌즈 어레이(3-4)의 사이에서 최대 확대한 후, 단위 마이크로렌즈 어레이(3-4)로부터 출사하여 기판(1) 위에 정립 등배상으로서 결상한다. 이때, 정립 등배상으로서 결상하는 위치에는, 6각 시야 조리개(42)가 배치되어 있으므로, 마스크 패턴은, 이 6각형의 형상으로 정형되어 기판(1)에 전사된다. 원형 조리개(41)는, 노광광의 최대 확대부의 형상을 원형으로 정형하는 것이며, 마이크로렌즈의 NA(개구수)를 규정한다.
본 실시 형태의 노광 장치에 있어서는, 기판(1)과 마스크(2)는 고정되어 있으며, 마이크로렌즈(3) 및 광원(도시생략)이 일체적으로 동기하여 스캔 방향 S로 이동함으로써, 기판(1)의 표면의 예를 들어 레지스트막에 마스크(2)의 패턴을 스캔 노광하거나, 또는 마이크로렌즈 어레이(3) 및 광원이 고정되어 있으며, 기판(1) 및 마스크(2)가 일체적으로 동기하여 스캔 방향 S로 이동함으로써, 기판(1)의 표면의 레지스트막에 마스크(2)의 패턴을 스캔 노광한다.
이때, 기판(1)의 표면에 있어서는, 순간적으로, 도 32에 도시한 바와 같이 6각 시야 조리개(42)의 6각형의 부분에 노광광이 조사된다. 이 도 32 및 도 29에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈는, 스캔 방향 S에 수직인 방향으로 배열하여 배치되어 있으며, 스캔 방향 S에 수직인 방향으로 배열하는 마이크로렌즈 열에 관하여, 스캔 방향 S에 인접하는 마이크로렌즈 열은, 스캔 방향 S에 수직인 방향으로 약간 어긋나 배치되어 있다. 즉, 마이크로렌즈의 6각 시야 조리개(42)는 6각형 형상을 이루고, 스캔 방향 S에 수직인 방향에 대하여, 좌측의 삼각형 부분(45b)과, 중간의 직사각형 부분(45a)과, 우측의 삼각형 부분(45c)으로 구성되어 있다. 그리고, 마이크로렌즈 열의 좌측의 삼각형 부분(45b)과, 스캔 방향 S에 인접하는 마이크로렌즈 열의 우측의 삼각형 부분(45c)이 스캔 방향 S에 관하여 겹치도록, 복수 개의 마이크로렌즈 열이 스캔 방향 S에 배치되어 있다. 따라서, 마이크로렌즈(4)는 스캔 방향 S에 수직인 방향에 대해서는 일직선상으로 배열되고, 스캔 방향 S에 대해서는 약간 어긋나 배치되어 있다. 그리고, 이들 마이크로렌즈 열은, 스캔 방향 S에 관하여, 3열로 1군이 되도록 배치되어 있으며, 4열째의 마이크로렌즈 열은 1열째의 마이크로렌즈 열과 동일한 위치에 배치되어 있다. 즉, 1열째와 4열째의 마이크로렌즈 열은, 마이크로렌즈(4)의 스캔 방향 S에 수직인 방향의 위치가 동일하다.
그리고, 마이크로렌즈 어레이(3) 및 광원과, 기판(1) 및 마스크(2)가, 상대적으로 스캔 방향 S로 이동하면, 기판(1) 위에 있어서는, 스캔 방향 S에 수직인 방향에 관하여, 우선, 1열째의 마이크로렌즈 열의 6각 시야 조리개의 우측 삼각형 부분(45c)의 통과를 받는 영역은, 그 후, 2열째의 마이크로렌즈 열의 6각 시야 조리개의 좌측 삼각형 부분(45b)의 통과를 받으며, 3열째의 마이크로렌즈 열에서는 개구부의 통과는 없다. 한편, 1열째의 마이크로렌즈 열의 6각 시야 조리개의 직사각형 부분(45a)의 통과를 받는 영역은, 그 후, 2열째 및 3열째의 마이크로렌즈 열에서는 개구부의 통과는 없다. 또한, 1열째의 마이크로렌즈 열의 6각 시야 조리개의 좌측 삼각형 부분(45b)의 통과를 받는 영역은, 그 후, 2열째의 마이크로렌즈 열에서는 개구부의 통과를 받지 않으며, 3열째의 마이크로렌즈 열의 6각 시야 조리개의 우측 삼각형 부분(45c)의 통과를 받는다. 이와 같이 하여, 스캔 시, 기판(1) 위의 영역은, 3열의 마이크로렌즈 열이 통과할 때마다, 6각 시야 조리개(42)의 2개의 삼각형 부분(45b, 45c)의 통과를 받거나, 또는 1개의 직사각형 부분(45a)의 통과를 받는다. 삼각형 부분(45b, 45c)의 개구 면적은, 직사각형 부분(45a)의 개구 면적의 1/2이기 때문에, 마이크로렌즈 열이 3열 통과할 때마다, 스캔 방향 S에 관하여 균일한 광량의 노광을 받게 된다. 4열째의 마이크로렌즈 열은, 스캔 방향 S에 수직인 방향에 관하여 1열째의 마이크로렌즈 열과 동일한 위치에 마이크로렌즈가 배치되어 있으므로, 이후, 3열 1군으로 되어, 동일한 노광이 반복된다. 따라서, 마이크로렌즈 어레이(3)로서, 스캔 방향 S에 대하여 3n(n은 자연수)열의 마이크로렌즈 열을 설치하고, 이 3n열의 마이크로렌즈 열을 스캔시킴으로써, 기판(1)은, 그 스캔 영역의 전역에서, 균일한 광량이 균등한 노광을 받는다. 이에 의해, 마이크로렌즈 어레이(3) 및 광원이, 기판(1) 및 마스크(2)에 대하여 스캔 방향 S로 상대적으로 이동함으로써, 마스크(2)에 형성된 패턴이 기판(1) 위에 노광된다. 이와 같이 하여, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 마스크(2)의 마스크 패턴의 정립 등배상이 기판(1)에 전사된다.
본 실시 형태에 있어서는, 마이크로렌즈 어레이(3)는, 도 25에 도시한 바와 같이, 노광 공정에 있어서, 마스크(2)의 마스크 패턴의 정립 등배상을 기판(1)에 결상시키기 위해 사용함과 함께, 도 28에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 공정에 있어서, 마이크로렌즈 어레이(3)를 기판(1)과 마스크(2)의 위치 정렬에 사용한다. 즉, 얼라인먼트 공정에 있어서는, 마이크로렌즈 어레이(3)를 기판 얼라인먼트 마크(32)와 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 사이로 이동시켜서, 마스크(2)의 상방으로부터, 카메라(51)에 의해 마스크 얼라인먼트 마크(31)와 기판 얼라인먼트 마크(32)를 검출한다.
이 카메라(51)는, 예를 들어 1 초점형의 동축 낙사식 현미경이며, 얼라인먼트용 광원과, 상 촬영용 센서가 내장되어 있다. 즉, 카메라(51)로부터, 얼라인먼트 광을 조사함과 함께, 얼라인먼트 광의 반사광을, 얼라인먼트 광의 광축과 동축적으로 입사시켜서, 이 반사광을 검출한다. 카메라(51)에 의한 얼라인먼트 광의 조사 및 얼라인먼트 광의 반사광의 검출은, 제어부(52)에 의해 제어된다. 또한, 제어부(52)는, 마스크 얼라인먼트 마크(31) 및 기판 얼라인먼트 마크(32)의 검출 결과에 기초하여, 마스크(2)와 기판(1)의 상대적 위치 정렬을 위한 구동원(도시생략)을 제어한다. 얼라인먼트 광원은, 카메라(51)가 검출하는 광의 광축과 동축적으로 얼라인먼트 광을 출사하도록 구성되어 있으며, 이 얼라인먼트 광원으로서는, 레이저광 또는 간섭 필터를 투과한 램프광을 사용할 수 있다. 램프 광원으로서, 예를 들어 할로겐 램프를 사용하면, 비용을 저감할 수 있어, 바람직하다. 또한, 얼라인먼트 광원은, 카메라(51)와는 별체적으로 설치되어 있어도 된다. 얼라인먼트 광원으로부터 출사된 광은, 예를 들어 반사경 및 빔 스플리터 등의 광학계를 개재하여, 마스크(2) 및 기판(1)에 조사된다.
도 33의 (b)는, 비교예의 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 형상을 나타낸다. 즉, 이 마스크 얼라인먼트 마크(31)는, 유리 기판(34) 위에 Cr막과 같이 광을 반사하는 금속막(33)에 의해 사각형의 패턴이 형성된 것이다. 얼라인먼트 마크(31)의 중심부는, 금속막(33)이 존재하지 않는 소위 절결부(35)이며, 노광광이 투과한다. 따라서, 이 마스크 얼라인먼트 마크(31)에 있어서는, 금속막(33)과 절결부(35)의 경계인 변(3a, 3b, 3c, 3d)에 의해, 마크 형상이 규정된다.
그런데, 카메라(51)의 센서가 이 마스크 얼라인먼트 마크(31)를 검출한 경우, 마이크로렌즈 어레이(3)에 대해서는 도 29에 도시한 바와 같이 검출된다. 즉, 카메라(51)로부터의 얼라인먼트 광이 마이크로렌즈 어레이(3)에 조사되면, 마이크로렌즈 어레이(3)의 최상층의 차광막(43)으로부터의 반사광은, 그 광량이 많기 때문에, 희게 보인다. 그리고, 차광막(43)이 존재하지 않는 개구(40)에는 마이크로렌즈(4)가 설치되어 있으며, 이 마이크로렌즈(4)에 입사한 광은, 6각 시야 조리개(42)에 의해 6각형으로 정형되어 기판(1)에 조사되고, 기판(1)의 기판 얼라인먼트 마크(32)에서 반사한 광이 마이크로렌즈(4)를 개재하여 카메라(51)로 되돌아가고, 기판 얼라인먼트 마크(32)가 카메라(51)의 센서에 의해 검출된다. 이때, 6각 시야 조리개(42)를 투과하여 기판(1)에서 반사하는 광은 광량이 많아, 희게 보인다. 한편, 차광막(43)의 개구(40)는 투과하지만, 6각 시야 조리개(42)는 투과하지 않는 광은, 이 6각 시야 조리개(42)에 의해 반사하여, 카메라(51)로 되돌아가고, 카메라(51)의 센서에 의해 검출된다. 이 6각 시야 조리개(42)의 반사광은, 도 29에 도시한 바와 같이, 카메라(51)의 센서에서는 회색으로 보인다.
도 33의 (a)는 이 마스크 얼라인먼트 마크(31)를 마이크로렌즈 어레이(2)에 겹쳐 표시한 도면이다. 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 각 변(3a, 3b, 3c, 3d)은, 마스크(2)와 마이크로렌즈 어레이(3)의 상대적 위치 관계에 따라서는, 변(3d)이 2개의 마이크로렌즈 열의 사이에 위치하는 경우가 존재한다. 이 경우에, 카메라(51)로부터의 얼라인먼트 광이 마스크 얼라인먼트 마크(31)에서 반사하였을 때의 반사광은, 그 광량이 많아, 카메라(51)의 센서에서 희게 보이기 때문에, 마이크로렌즈 어레이(3)의 차광막(43)에서 반사하였을 때의 반사광과, 동화되어버려 구별이 되지 않는다. 이로 인해, 도 33의 (c)에 카메라(51)의 센서에 의해 검출하는 화상을 나타내는 바와 같이, 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 변(3d)은, 차광막(43)에 있어서의 반사광과 동화하여, 그 위치를 검출할 수 없다.
한편, 도 34의 (b)는 본 발명의 실시 형태의 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 구성을 나타낸다. 본 발명의 실시 형태의 마스크 얼라인먼트 마크(31)는, 도 33과 마찬가지로, 유리 기판(34)의 위에 Cr막 등의 차광 반사막인 금속막(33)에 의해 정사각형의 절결부(35)가 형성된 것이다. 이 마스크 얼라인먼트 마크(31)는, 금속막(33)과 절결부(35)의 경계에, 변(3e, 3f, 3g, 3h)이 형성되어 있으며, 이 변(3e, 3f, 3g, 3h)에 의해, 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 형상이 규정되어 있다. 이들 변(3e, 3f, 3g, 3h)은, 모두, 마이크로렌즈 어레이(3)에 있어서의 마이크로렌즈(4)의 배열 방향에 일치하는 방향으로 연장되는 경우는 없다. 즉, 각 변(3e, 3f, 3g, 3h)은, 모두, 마이크로렌즈(4)가 직선 위에 배열된 제1 방향에 대하여, 경사져 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 마이크로렌즈는 스캔 방향 S에 수직인 방향으로 배열되어 있으므로, 이 스캔 방향 S에 수직인 방향이 제1 방향이며, 모든 변(3e, 3f, 3g, 3h)은 스캔 방향 S에 대하여 경사져 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 변(3e, 3f, 3g, 3h)은 스캔 방향 S에 대하여 45°의 각도에서 교차하고 있다.
본 발명에 있어서는, 이와 같이, 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 각 변(3e, 3f, 3g, 3h)은, 마이크로렌즈의 배열 방향에 대하여 일치하지 않으므로, 도 34의 (a)에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈 열 간에 위치하는 변은 존재하지 않는다. 이로 인해, 도 34의 (c)에 도시한 바와 같이, 카메라(4)의 센서에서, 6각 시야 조리개(42)에 의해 반사한 광(회색광)과, 금속막(33)에 의해 반사한 광(백색광)의 경계로서, 모든 변(3e, 3f, 3g, 3h)이 검출된다.
다음으로, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시 형태의 동작에 대하여 설명한다. 마이크로렌즈 어레이(3)를, 기판(1)의 기판 얼라인먼트 마크(32)와 마스크(2)의 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 사이에 배치하고, 마스크(2)의 상방으로부터, 낙사 현미경인 카메라(51)에 의해, 얼라인먼트 광을 마스크 얼라인먼트 마크(31) 및 기판 얼라인먼트 마크(32)를 향해 수직 하방으로 조사한다. 그렇게 하면, 도 34의 (a)에 도시한 바와 같이, 카메라(51)의 센서는, 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 금속막(33)으로부터의 반사광과, 마이크로렌즈 어레이(3)의 차광막(43)으로부터의 반사광을, 모두 백색광으로서 검출하고, 6각 시야 조리개(42)에 의해 반사한 반사광을, 회색광으로서 검출함과 함께, 6각 시야 조리개(42)를 투과한 얼라인먼트 광이, 기판(1)의 기판 얼라인먼트 마크(32)에서 반사한 반사광을 검출한다. 마이크로렌즈 어레이(2)에 의해, 6각 시야 조리개(42)를 투과한 얼라인먼트 광은, 기판(1) 위에 결상하고, 기판 얼라인먼트 마크(32)에서 반사한 후, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 마스크(2)에 결상한다.
한편, 마스크 얼라인먼트 마크(31)는, 도 34의 (c)에 도시한 바와 같이, 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 각 변(3e, 3f, 3g, 3h)이, 마이크로렌즈 어레이(3) 위에 겹쳐서, 카메라(51)의 센서에 의해 검출된다. 이때, 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 각 변(3e, 3f, 3g, 3h)은, 마이크로렌즈의 배열 방향에 일치하지 않으므로, 마이크로렌즈 열 간에 위치하지 않고, 도 34의 (c)에 도시한 바와 같이, 모든 변(3e, 3f, 3g, 3h)이 6각 시야 조리개(42)에서 반사한 반사광(회색광) 위에 검출된다.
따라서, 카메라(51)의 센서는, 마스크(2)의 하면에 있어서, 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 윤곽(모든 변(3e, 3f, 3g, 3h))을, 6각 시야 조리개(42)에 의해 반사한 반사광 위에 검출할 수 있다. 또한, 기판 얼라인먼트 마크(32)는, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해 마스크(2)의 하면에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(32)로부터의 반사광으로서 검출할 수 있다. 어느 쪽의 마크도, 마스크(2)의 하면에서 검출할 수 있으므로, 카메라(51)는 그 초점 심도의 범위 내에서, 양쪽의 마크를 동시에 검출할 수 있다.
이로 인해, 마이크로렌즈 어레이를 사용한 노광 장치에 있어서, 기판(1)과 마스크(2)의 갭이 큰 경우에도, 동일 면(마스크 하면)에서 마스크 얼라인먼트 마크(31)와 기판 얼라인먼트 마크(32)를 동시에 검출할 수 있어, 기판(1)과 마스크(2)를 고정밀도로 얼라인먼트를 취할 수 있다.
또한, 카메라(51)가, 기판 얼라인먼트 마크(32)와 마스크 얼라인먼트 마크(31)를 동일 면에서 검출하고 있으므로, 카메라(51)의 광축이 마스크(2)에 대하여 경사진 경우에도, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트가 취해진 경우에는, 반드시, 마스크 얼라인먼트 마크(31)와 기판 얼라인먼트 마크(32)가 정합한 위치에 검출되므로, 마스크(2)와 기판(1)의 얼라인먼트를 오검출하는 것이 없다.
또한, 도 33과 도 34의 대비로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 경우(도 34)에는, 마스크 얼라인먼트 마크(31)의 윤곽을 나타내는 변 중에, 마이크로렌즈의 배열 방향으로 연장되는 것이 존재하지 않으므로, 모든 변을, 반사광 중에서 검출할 수 있어, 마스크 얼라인먼트 마크(31)를 고정밀도로 검출할 수 있다. 따라서, 마스크(2)와 기판(1)의 얼라인먼트 정밀도를 한층 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않는 것은 물론이다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 얼라인먼트 광을 마스크의 상방으로부터 마스크 및 기판에 조사하고, 마스크의 상방에서 얼라인먼트 광을 검출하고 있지만, 이 얼라인먼트 광의 조사 및 검출은, 기판(1)의 하방으로부터 행하여도 된다. 기판(1)의 하방에 카메라(51)를 그 얼라인먼트 광조사 방향을 상방을 향해 배치하고, 기판 얼라인먼트 마크(32)를 기판(1)의 상면에서 검출하고, 마스크 얼라인먼트 마크(31)를, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해 기판(1)의 상면에 결상시켜서 기판(1)의 상면에서 검출하여도 된다. 이 경우는, 기판 얼라인먼트 마크(32)를 도 34에 도시한 바와 같이 형성하면 된다. 즉, 기판 얼라인먼트 마크(32)의 윤곽의 각 변을, 마이크로렌즈 어레이의 배열 방향에 일치시키지 않도록 형성하는 것이 필요하다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 다각 시야 조리개는 6각 시야 조리개(42)이며, 마이크로렌즈 열이 3열마다 마이크로렌즈 열군을 구성하고 있지만, 본 발명은, 이에 한정하지 않으며 다양한 형태가 가능하다. 예를 들어, 마이크로렌즈에 의해 기판 위의 시야를 규정하는 다각 시야 조리개는, 6각 시야 조리개에 한하지 않고, 예를 들어 마름모형, 평행사변형 또는 사다리꼴 형상 등의 개구를 갖는 것이어도 된다. 예를 들어, 이 사다리꼴 형상(4각형)의 시야 조리개에 있어서도, 중앙의 직사각형 부분과, 그 양측의 삼각형 부분에 시야 영역을 분해할 수 있다. 또한, 1군의 마이크로렌즈 열군을 구성하는 마이크로렌즈 열은 3열로 한정되지 않으며, 예를 들어 전술한 사다리꼴 및 평행사변형(가로로 김)의 개구의 경우에는, 3열마다 1군을 구성하지만, 마름모형 및 평행사변형(세로로 김)의 경우에는, 2열마다 1군을 구성하게 된다. 또한, 도 32에 도시한 마이크로렌즈의 배열은, 스캔 방향 S에 관하여 3열로 1군을 구성하고, 4열째의 마이크로렌즈 열은 1열째의 마이크로렌즈 열과 스캔 방향 S에 수직인 방향에 관하여 동일한 위치에 배치되어 있지만, 설계한 렌즈 성능에 따라서는, 렌즈 사이즈 및 시야 폭(6각 시야 조리개 폭)이 서로 다르기 때문에, 렌즈 피치 간격과 시야 폭의 비율이 변경되는 경우가 있다. 그 경우, 렌즈 피치를 시야 폭의 정수배가 되도록 조정하면, 3열 구성으로 되지 않는 경우도 발생한다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)를 마스크 얼라인먼트 마크(31)와 기판 얼라인먼트 마크(32)의 사이로 이동시켜서, 기판 얼라인먼트 마크(32)의 위를 마스크 위에 투영하고 있지만, 얼라인먼트용 전용 마이크로렌즈 어레이를 설치하거나, 노광용과 얼라인먼트용 양쪽의 기능을 갖는 대형의 마이크로렌즈 어레이를 배치하여도 된다.
다음으로, 본 발명의 제11 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 35의 (a) 내지 도 35의 (c)는, 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 얼라인먼트 장치에 있어서, 다각 시야 조리개를 개재하여 검출되는 기판 얼라인먼트 마크의 위를 마이크로렌즈 어레이와 함께 나타내는 도면 및 카메라에 의해 촬상된 기판 얼라인먼트 마크의 상을 중첩한 상태를 나타내는 도면, 도 36의 (a)는 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, 도 36의 (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다. 도 36에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 장치가 설치되는 노광 장치는, 종래의 마이크로렌즈 어레이를 사용한 스캔 노광 장치와 마찬가지로, 기판(1)과 마스크(2)의 사이에 마이크로렌즈 어레이(3)가 설치되어 있으며, 노광 광원(8)으로부터 출사된 노광광을 마스크(2)에 형성된 패턴에 투과시켜서, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 패턴의 정립 등배상을 기판 위에 결상시킨다. 그리고, 마스크(2) 및 기판(1)에 대하여, 마이크로렌즈 어레이(3)와 노광 광원 및 광학계를, 일체적으로, 도 36에 있어서의 지면에 수직인 방향(이하, 스캔 노광 방향이라 함)으로 상대 이동시킴으로써, 노광광이 기판(1) 위를 스캔하고, 마스크(2)의 패턴이 기판(1) 위에 전사되도록 구성되어 있다. 이 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 장치는, 기판(1)과 마스크(2)의 상대적 위치 정렬에 사용된다.
본 실시 형태에 따른 얼라인먼트 장치에는, 마스크(2)의 상방에, 기판(1)에 마련된 기판 얼라인먼트 마크(1a)와 마스크(2)에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크(2a)에, 마스크(2)의 상방으로부터 얼라인먼트용 광을 조사하는 얼라인먼트 광원(5)이 설치되어 있다. 도 36의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 광원(5)은, 기판 얼라인먼트 마크(1a) 및 마스크 얼라인먼트 마크(2a)를 검출하는 카메라(6)와 함께, 1 초점형의 동축 낙사식 현미경에 내장되어 있다. 그리고, 얼라인먼트 광원(5)은, 카메라(6)가 검출하는 광의 광축과 동축적으로 얼라인먼트 광을 출사하도록 구성되어 있다. 이 얼라인먼트 광원(5)으로서는, 레이저광 또는 간섭 필터를 투과한 램프광을 사용할 수 있다. 램프 광원으로서는, 예를 들어 할로겐 램프를 사용하면, 비용을 저감할 수 있어, 바람직하다. 또한, 얼라인먼트 광원(5)은, 카메라(6)와는 별체적으로 설치되어 있어도 된다. 얼라인먼트 광원(5)으로부터 출사된 광은, 예를 들어 반사경 및 빔 스플리터 등의 광학계를 개재하여, 마스크(2) 및 기판(1)에 조사된다.
마이크로렌즈 어레이(3)는, 도 26에 도시한 마이크로렌즈 어레이와 마찬가지로, 예를 들어 4매 8렌즈 구성이며, 4매의 단위 마이크로렌즈 어레이(3-1, 3-2, 3-3, 3-4)가 적층된 구조를 갖는다. 각 단위 마이크로렌즈 어레이(3-1 내지 3-4)는, 복수 개의 마이크로렌즈(4)가 2차원적으로 배치되어 구성되어 있다. 예를 들어 단위 마이크로렌즈 어레이(3-1 내지 3-4)는, 복수 개의 마이크로렌즈가 배열된 마이크로렌즈 열이, 그 배열 방향에 직교하는 방향으로 복수열 배치된 것이다. 그리고, 인접하는 마이크로렌즈 열의 마이크로렌즈끼리는, 서로 열 방향으로 치우쳐 있으며, 예를 들어 3열의 마이크로렌즈 열에 의해, 1 마이크로렌즈 열군이 구성되어 있다. 그리고, 마이크로렌즈 어레이(3)는, 각 마이크로렌즈 열에 있어서의 마이크로렌즈의 배열 방향이, 기판(1) 및 마스크(2)에 대한 상대적 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 되도록, 노광 장치 및 얼라인먼트 장치에 배치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 마이크로렌즈 어레이(3)는, 기판(1)과 마스크(2)의 상대적 위치 정렬 시에는, 기판 얼라인먼트 마크(1a)와 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 사이로 이동되고, 1매의 마이크로렌즈 어레이(3)를 노광 시와 얼라인먼트 시에 이동시켜서, 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)를 얼라인먼트용으로 공용하여 사용한다.
노광 장치에는, 예를 들어 마이크로렌즈 어레이(3)를 이동시키는 구동 장치(도시생략)가 설치되어 있으며, 제어 장치에 의해 제어되고 있다. 그리고, 노광 시에는, 제어 장치는, 마이크로렌즈 어레이(3)를 광원(8)과 일체적으로 스캔 노광 방향으로 이동시키도록 제어한다. 또한, 얼라인먼트 시에 있어서는, 얼라인먼트 광이 조사된 상태에서, 제어 장치는, 마이크로렌즈 어레이(3)를 스캔 노광 방향으로 이동시키도록 제어하고, 이에 의해, 기판(1)으로부터 반사된 광이, 마이크로렌즈 어레이(3)의 6각 시야 조리개(42)의 6각형의 개구에 대응하고, 카메라(6)측으로부터 검출되도록 구성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 마이크로렌즈 어레이(3)의 이동 방향은, 노광 시와 얼라인먼트 시에서 동일한 방향이다.
마스크(2)에는, 예를 들어 프레임 형상의 마스크 얼라인먼트 마크(2a)가 마련되어 있으며, 기판(1)에는, 예를 들어 마스크 얼라인먼트 마크(2a)보다도 크기가 작은, 직사각형의 기판 얼라인먼트 마크(1a)가 마련되어 있다. 그리고, 얼라인먼트 시에, 기판(1)과 마스크(2)가 소정의 위치 관계에 있을 때에는, 도 36의 (b)에 도시한 바와 같이, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 얼라인먼트 마크(1a)는, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에 위치한다.
본 실시 형태에 있어서는, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트 시에는, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(1a)로부터 반사된 정립 등배상이 마스크(2) 위에 결상되고, 마스크(2)의 상방에 설치된 카메라(6)에 의해, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)로부터 반사된 반사광 및 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상을 동시에 검출하도록 구성되어 있다.
도 36의 (a)에 도시한 바와 같이, 카메라(6)는, 마스크(2)의 위치를 제어하는 제2 제어 장치(9)에 접속되어 있으며, 제2 제어 장치(9)는, 카메라(6)에 의한 검출 결과에 의해, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트가 필요한 경우에는, 마스크(2)를 이동시키도록 구성되어 있다. 예를 들어, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 위치가 프레임 형상의 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에서 어긋난 경우에는, 제2 제어 장치(9)는, 기판 얼라인먼트 마크(1a)가 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에 위치하도록 마스크(2)를 이동시킨다. 또한, 도 36의 (a)에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 제2 제어 장치(9)는, 예를 들어 기판(1)이 적재되는 스테이지 등에 접속되고, 기판(1)을 이동시킴으로써, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행하도록 구성되어 있어도 된다. 또는, 제2 제어 장치(9)는, 기판(1) 및 마스크(2)의 양쪽을 이동시킴으로써, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행하도록 구성되어 있어도 된다.
얼라인먼트 시에는, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)와 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 사이에 배치된 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(1a)로부터 반사된 반사광은, 마이크로렌즈 어레이(3)를 투과하고, 마스크(2) 위에는, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상이 결상된다. 따라서, 기판(1)과 마스크(2)의 사이에는, 실제로는, 5 내지 15㎜의 갭 G가 존재하지만, 이 갭 G에 기인하는 카메라(6)측의 포커스 차가 0으로 된다. 따라서, 카메라(6)의 센서에 대한 거리가 서로 다른 기판(1) 및 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(1a, 2a)를 카메라(6)에 동시에 결상시킬 수 있으며, 각 얼라인먼트 마크를 지표로 하여, 기판(1)과 마스크(2)의 위치를 조정하면, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다. 또한, 카메라측의 포커스 차를 0으로 함으로써, 도 37의 (a)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 얼라인먼트 마크끼리의 상대 위치는 변화되지 않아(도 37의 (b)), 매우 높은 얼라인먼트 정밀도를 얻을 수 있다.
마이크로렌즈 어레이(3)의 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에는, 예를 들어 도 27에 도시한 바와 같은 6각 시야 조리개(42)가 배치되어 있다. 따라서, 마스크(2) 위에 결상되는 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 상은, 6각 시야 조리개(42)의 개구에 대응한 상으로 된다. 따라서, 순간적으로는, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 단부 테두리가 6각 시야 조리개(42)의 개구에 대응하는 위치에 없는 경우가 발생하여, 카메라(6)측으로부터 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 단부 테두리를 검출할 수 없고, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 중심 위치를 특정할 수 없어, 검출한 상을 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트에 사용할 수 없는 경우가 발생한다.
그러나, 본 실시 형태에 있어서는, 마이크로렌즈 어레이(3)는, 복수 개의 마이크로렌즈가 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 배열되어 마이크로렌즈 열을 구성하고, 이 마이크로렌즈 열이, 그 스캔 노광 방향에 복수열 배치됨과 함께, 스캔 노광 방향에 인접하는 2열의 마이크로렌즈 열의 상호 간에는, 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 치우치도록 배치된 것이며, 얼라인먼트 시에는, 제어 장치에 의해 스캔 노광 방향으로 이동하도록 제어된다. 그리고, 제어 장치는, 카메라에 의해, 양 얼라인먼트 마크의 상을, 마이크로렌즈 어레이(3)의 각 마이크로렌즈 열의 배열 피치의 정수배가 아닌 간격으로 복수회 촬상하고, 촬상된 복수 개의 상을 중첩하여, 이 중첩된 기판 얼라인먼트 마크(1a) 및 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 상을 얼라인먼트에 사용한다. 따라서, 다각 시야 조리개가 설치되어 있는 경우에 있어서도, 기판 얼라인먼트 마크의(1a)의 단부 테두리를 확실하게 특정할 수 있다. 즉, 도 35의 (a) 내지 도 35의 (c)에 도시한 바와 같이, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 상은, 순간적으로는, 그 단부 테두리를 검출할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어 도 35의 (a)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 마크(1a)의 좌측의 단부 테두리는, 카메라(6)에 의해 검출할 수 없다. 그러나, 제어 장치가, 마이크로렌즈 어레이(3)를 스캔 노광 방향으로 이동시키면서, 카메라(6)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 상을, 마이크로렌즈 어레이(3)의 마이크로렌즈 열의 배열 피치의 정수배가 아닌 간격으로 복수회 촬상하고, 도 35의 (a) 내지 도 35의 (c)의 우측의 도면에 도시한 바와 같이, 촬상한 복수 매의 상을 중첩함으로써, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 단부 테두리를 확실하게 검출할 수 있어, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행할 수 있다. 이때, 카메라(6)에 의한 얼라인먼트 마크(1a, 2a)의 촬상이, 마이크로렌즈 열의 배열 피치의 정수배의 간격으로 행해지면, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 상은, 복수회의 촬상에 의해, 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 배열하도록 검출된다. 따라서, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 스캔 방향에 있어서의 단부 테두리가 1회째의 촬상으로 검출할 수 없는 경우, 2회째 이후의 촬상에 있어서도, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 스캔 노광 방향에 있어서의 단부 테두리를 검출할 수 없다. 이 카메라(6)에 의한 촬상 횟수는, 마이크로렌즈 열군을 구성하는 마이크로렌즈 열의 열수 이상인 것이 바람직하다.
다음으로, 전술한 바와 같이 구성된 본 실시 형태에 따른 얼라인먼트 장치의 동작에 대하여 설명한다. 마이크로렌즈 어레이(3)는, 노광 시에는, 마스크(2)에 설치된 패턴 영역의 하방에 위치한다. 우선, 이 마이크로렌즈 어레이(3)가, 도 36에 있어서의 우측 방향으로 이동하고, 기판 얼라인먼트 마크(1a)와 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 사이로 이동한다. 다음으로, 카메라(6)에 내장된 할로겐 램프 등의 얼라인먼트 광원(5)으로부터 얼라인먼트 광을 출사시킴과 함께, 제어 장치에 의해, 마이크로렌즈 어레이(3)가 스캔 노광 방향으로 이동하도록 제어한다. 이 얼라인먼트 광은, 예를 들어 반사경 및 빔 스플리터 등의 광학계를 개재하여, 우선, 마스크(2)에 조사된다. 마스크(2)에 조사된 얼라인먼트 광은, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)에 의해 반사된다. 한편, 마스크(2)에 투과된 얼라인먼트 광은, 마스크(2)의 하방에 배치된 마이크로렌즈 어레이(3)에 투과되고, 기판(1) 위에 조사된다.
그리고, 기판 얼라인먼트 마크(1a)에 반사된 반사광은, 마이크로렌즈 어레이(3)를 투과하여, 다시 마스크(2)에 입사되고, 마스크(2) 위에 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상이 결상된다. 그리고, 각 반사광은, 카메라(6)의 센서에 입사되고, 마스크 얼라인먼트 마크(2a) 및 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상이 검출된다. 이와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상을 카메라(6)에 의해 검출하기 때문에, 기판(1)과 마스크(2)의 사이에는, 실제로는, 5 내지 15㎜의 갭 G가 존재하지만, 카메라(6)측에서는, 이 갭 G에 기인하는 포커스 차가 0으로 된다.
제어 장치는, 카메라(6)에 의해, 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 상을, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)와 함께 복수회 촬상시킨다(도 35). 즉, 마이크로렌즈 어레이(3)에는, 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 6각 시야 조리개(42)가 설치되어 있기 때문에, 마스크(2) 위에 결상되는 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 상은, 6각 시야 조리개(42)의 개구에 대응한 상으로 되고, 순간적으로는, 카메라(6)측으로부터 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 단부 테두리를 검출할 수 없는 경우가 발생한다. 예를 들어 도 35의 (a)에 도시한 바와 같이, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 좌측의 단부 테두리를 검출할 수 없고, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 중심 위치를 특정할 수 없어, 촬상된 얼라인먼트 마크(1a)의 상을 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트에 사용할 수 없는 경우가 발생한다. 그러나, 본 실시 형태에 있어서는, 제어 장치에 의해, 마이크로렌즈 어레이(3)를 스캔 노광 방향으로 이동시키면서, 카메라(6)에 의해, 마이크로렌즈 어레이(3)의 각 마이크로렌즈 열의 배열 피치의 정수배가 아닌 간격으로 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 상을 복수회 촬상한다. 그리고, 제어 장치는, 촬상된 복수 매의 상을 중첩하여, 이 중첩된 얼라인먼트 마크(1a, 2a)의 상을 얼라인먼트에 사용한다. 이에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 단부 테두리를 확실하게 검출할 수 있다. 따라서, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 중심 위치를 확실하게 특정할 수 있어, 고정밀도의 얼라인먼트에 사용할 수 있다.
그리고, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 및 마스크의 각 얼라인먼트 마크(1a, 2a)에 의해, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행한다. 예를 들어, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 위치가 프레임 형상의 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에서 어긋난 경우에는, 제2 제어 장치(9)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(1a)가 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 중심에 위치하도록 마스크(2)를 이동시켜서 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행한다. 본 실시 형태에 있어서는, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 갭 G에 기인하는 카메라(6)측의 포커스 차가 0으로 되기 때문에, 기판(1) 및 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(1a, 2a)를 지표로 하여, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다.
또한, 마스크(2) 위에 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상을 결상시키기 때문에, 도 37의 (a)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 및 마스크의 얼라인먼트 마크(1a 및 2a)의 상대 위치는, 도 37의 (b)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광이 기판(1) 및 마스크(2)에 수직으로 조사되는 도 36의 (b)의 경우에서 변화되지 않아, 얼라인먼트 광의 광축의 경사에 의해 얼라인먼트 정밀도가 저하되는 경우도 없다.
이에 반하여, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 기판 얼라인먼트 마크(1a)를 마스크(2)에 결상시키지 않는 경우에는, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 얼라인먼트 마크의 위치를 오검지해버린다. 본 실시 형태에 따른 얼라인먼트 장치에 있어서는, 얼라인먼트 정밀도가 높음과 함께, 얼라인먼트 시에는, 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)를 기판 얼라인먼트 마크(1a)와 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 사이로 이동시키는 것만으로, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 갭 G에 기인하는 카메라(6)측의 포커스 차를 0으로 하여 높은 얼라인먼트 정밀도가 얻어져서, 얼라인먼트 광원도 1개 만이어도 된다.
기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트 후에는, 마이크로렌즈 어레이(3)는, 도 36에 있어서의 좌측 방향으로 이동되어, 마스크(2)에 설치된 패턴 영역의 하방으로 이동되고, 그 후, 노광광이 출사되어, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의한 스캔 노광이 개시된다. 본 실시 형태에 있어서는, 상기한 바와 같이 높은 얼라인먼트 정밀도가 얻어지기 때문에, 스캔 노광에 있어서의 노광 정밀도를 매우 높게 유지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서의 기판 및 마스크의 얼라인먼트 마크(1a, 2a)의 형상은 일례이며, 각 얼라인먼트 마크(1a, 2a)를 카메라(6)로 검출하고, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행하는 것이 가능한 한, 본 발명은, 얼라인먼트 마크(1a, 2a)의 형상에 의해 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 광원(5)은, 카메라(6)와 함께 현미경에 내장되어 있으며, 카메라(6)가 검출하는 광의 광축과 동축적으로 얼라인먼트 광을 출사하도록 구성되어 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명에 있어서는, 기판(1) 및 마스크(2)의 한쪽의 정립 등배상을 다른 쪽으로 결상시켜서, 이것을 카메라(6)에 의해 검출하기 때문에, 얼라인먼트 광원(5)이 출사하는 광의 광축은, 카메라에서 검출되는 반사광의 광축이 동축이 아니어도 된다.
다음으로, 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 대하여 설명한다. 도 38의 (a) 내지 도 38의 (d)는, 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 얼라인먼트 장치에 있어서, 다각 시야 조리개를 개재하여 검출되는 기판 얼라인먼트 마크의 상 및 카메라에 의해 연속적으로 동화상으로서 촬상된 기판 얼라인먼트 마크의 상을 나타내는 도면이다. 본 실시 형태가 제11 실시 형태와 다른 것은, 얼라인먼트 시에, 카메라(6)는, 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상을 연속적으로 촬상하는 점에 있다. 또한, 도 38에 있어서는, 일례로서, 스캔 노광 방향으로 배열하는 마이크로렌즈 어레이(3)의 각 마이크로렌즈 열을, 스캔 노광 방향에 있어서의 배열 피치씩 이동시킨 상태를 나타내고 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 시에는, 제어 장치는, 마이크로렌즈 어레이(3)를 이동시키면서, 카메라(6)에 의해, 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상을 소정 시간 연속적으로 촬상함으로써, 도 38의 (b) 내지 도 38의 (d)에 도시한 바와 같이, 6각 시야 조리개(42)의 개구에 대응하여 마스크(2) 위에 결상된 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 상은, 스캔에 의해, 그 상이 띠 형상으로 연장해가도록 검출된다. 그리고, 예를 들어 도 32에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈 어레이(3)가, 스캔 노광 방향으로 마이크로렌즈 열이 3열 배치되어 1 마이크로렌즈 군을 구성하고 있는 경우에 있어서는, 카메라(6)에 의한 촬상 시간을, 마이크로렌즈 어레이(3)가 마이크로렌즈 열의 배열 피치의 3 피치만큼 이동되는 시간 이상으로 함으로써, 도 38의 (d)에 도시한 바와 같이, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 전체를 카메라(6)측에서 검출할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 중심 위치를 제11 실시 형태보다도 고정밀도로 검출할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 대하여 설명한다. 도 39의 (a)는 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, 도 39의 (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다. 제11 실시 형태 및 제12 실시 형태에 있어서는, 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)를 노광 시와 얼라인먼트 시에 이동시켜서, 1매의 마이크로렌즈 어레이를 노광용과 얼라인먼트용으로 공용한 경우를 설명하였지만, 도 39에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 마이크로렌즈 어레이(3)는, 노광광이 조사되는 노광 위치와, 얼라인먼트 광이 조사되는 얼라인먼트 위치를 포함하는 크기로 설치되어 있다. 그 밖의 구성에 대해서는, 제11 실시 형태와 마찬가지이다.
본 실시 형태와 같이, 1매의 공유 마이크로렌즈 어레이(3)를, 노광 위치와 얼라인먼트 위치를 포함하는 크기의 마이크로렌즈 어레이로 구성함으로써, 노광 시와 얼라인먼트 시에, 마이크로렌즈 어레이(3)를 이동시킬 필요가 없어진다. 또한, 노광 시 및 얼라인먼트 시에 각각 마이크로렌즈 어레이(3)를 이동시키는 구성, 예를 들어 구동 장치를 공용할 수도 있다. 그 밖의 효과는, 제11 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 제12 실시 형태와 마찬가지로, 얼라인먼트 시에, 마이크로렌즈 어레이(3)를 이동시키면서, 카메라(6)에 의해, 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 상을, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 상과 함께 연속적으로 촬상하도록 구성함으로써, 제12 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
다음으로, 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 대하여 설명한다. 도 40의 (a)는 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, 도 40의 (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면, 도 41의 (a), (b)는 도 40에 도시한 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 광의 광로가 경사진 경우를 나타내는 도면이다. 도 40에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 마이크로렌즈 어레이는, 노광용의 제1 마이크로렌즈 어레이(3)와 얼라인먼트용 제2 마이크로렌즈 어레이(7)가 2매 설치되어 있다. 그리고, 제2 마이크로렌즈 어레이(7)는, 광학 특성이 제1 마이크로렌즈 어레이(3)와 동일하다. 그 밖의 구성은, 제11 실시 형태와 마찬가지이다.
본 실시 형태에 있어서도, 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 정립 등배상을, 마스크(2) 위에 결상시킬 수 있고, 기판(1)과 마스크(2)의 사이의 5 내지 15㎜의 갭 G에 기인하는 카메라(6)측의 포커스 차를 0으로 할 수 있고, 제11 실시 형태와 마찬가지로, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다. 또한, 도 41에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 얼라인먼트 마크끼리의 상대 위치는 변화되지 않아, 매우 높은 얼라인먼트 정밀도를 얻을 수 있다. 또한, 마이크로렌즈 어레이는, 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)와 얼라인먼트용 마이크로렌즈 어레이(7)가 별체로 구성되어 있음으로써, 제13 실시 형태와 마찬가지로, 노광 시와 얼라인먼트 시에, 마이크로렌즈 어레이(3)를 이동시킬 필요가 없어진다.
그리고, 본 실시 형태에 있어서도, 얼라인먼트 시에, 제어 장치가, 마이크로렌즈 어레이(7)를 이동시키면서, 카메라(6)에 의해, 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 상을, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)와 함께, 마이크로렌즈 어레이(3)의 각 마이크로렌즈 열의 배열 피치의 정수배가 아닌 간격으로 복수회 촬상하고, 촬상된 얼라인먼트 마크의 상을 중첩하여 얼라인먼트에 이용함으로써, 제11 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 마이크로렌즈 어레이(7)를 이동시키면서, 카메라(6)에 의해 마스크(2) 위에 결상한 기판 얼라인먼트 마크(1a)의 상을, 마스크 얼라인먼트 마크(2a)의 상과 함께 연속적으로 촬상하도록 구성함으로써, 제12 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
본 실시 형태에 있어서는, 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)와 얼라인먼트용 마이크로렌즈 어레이(7)가 설치되어 있음으로써, 노광 시의 마이크로렌즈 어레이(3)의 스캔 노광 방향과 얼라인먼트 시의 마이크로렌즈 어레이(7)의 이동 방향을 서로 다른 방향으로 할 수 있다. 즉, 제2 구동 장치에 의한 마이크로렌즈 어레이(7)의 이동 방향이, 마이크로렌즈 열을 구성하는 마이크로렌즈의 배열 방향에 직교하는 방향이면, 본 발명의 효과가 얻어진다.
다음으로, 본 발명의 제15 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 대하여 설명한다. 도 42의 (a)는 본 발명의 제15 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, 도 42의 (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다. 도 42에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 광원(5) 및 카메라(6)는, 기판(1)의 하방에 배치되어 있으며, 기판의 하방으로부터 얼라인먼트용 광을 조사한다. 또한, 기판 얼라인먼트 마크(1b)가 프레임 형상을 이루고, 마스크 얼라인먼트 마크(2b)는 직사각 형상을 이루고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 노광 대상의 기판(1)은, 예를 들어 PI(폴리이미드) 및 ITO(주석 도프 산화인듐) 등의 광투과성의 재료로 이루어지며, 얼라인먼트용 광은, 기판(1)을 투과하여, 마스크(2)에 조사된다. 즉, 본 실시 형태에 있어서는, 기판(1)이 광투과성의 재료로 이루어지는 경우에 있어서, 얼라인먼트 광의 조사 방향과 기판(1) 및 마스크(2)의 각 얼라인먼트 마크(1b, 2b)의 형상이 제11 실시 형태와 다르며, 그 밖의 구성은, 제11 실시 형태와 마찬가지이다.
본 실시 형태에 있어서도, 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)는, 기판(1)과 마스크(2)의 상대적 위치 정렬 시에는, 마스크 얼라인먼트 마크(2b)과 기판 얼라인먼트 마크(1b)의 사이로 이동되고, 1매의 마이크로렌즈 어레이(3)를 노광 시와 얼라인먼트 시에 이동시켜 사용된다. 그리고, 얼라인먼트 시에는, 마이크로렌즈 어레이(3)에 의해, 마스크 얼라인먼트 마크(2b)에 의해 반사된 반사광은, 마이크로렌즈 어레이(3)를 투과하고, 기판(1) 위에 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 정립 등배상이 결상된다. 이때, 마이크로렌즈 어레이(3)의 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 설치된 6각 시야 조리개(42)에 의해, 기판(1) 위에 결상되는 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 상은, 6각 시야 조리개(42)의 개구에 대응한 상으로 된다. 따라서, 순간적으로는, 카메라(6)측으로부터 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 단부 테두리를 검출할 수 없고, 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 중심 위치가 특정할 수 없어, 촬상된 얼라인먼트 마크(2b)의 상을 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트에 사용할 수 없는 경우가 발생한다. 그러나, 마이크로렌즈 어레이(3)는, 복수 개의 마이크로렌즈가 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 배열되어 마이크로렌즈 열을 구성하고, 이 마이크로렌즈 열이, 그 스캔 노광 방향에 복수열 배치됨과 함께, 스캔 노광 방향에 인접하는 2열의 마이크로렌즈 열의 상호 간에는, 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 치우치도록 배치된 것이며, 얼라인먼트 시에는, 제어 장치에 의해 스캔 노광 방향으로 이동하도록 제어된다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서도, 제어 장치가, 카메라(6)에 의해, 기판(1) 위에 결상한 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 상을, 기판 얼라인먼트 마크(1b)와 함께, 마이크로렌즈 어레이(3)의 각 마이크로렌즈 열의 배열 피치의 정수배가 아닌 간격으로 복수회 촬상하고, 촬상한 복수 매의 상을 중첩하여, 이 중첩된 기판 얼라인먼트 마크(1b) 및 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 상을 얼라인먼트에 사용함으로써, 다각 시야 조리개가 설치되어 있는 경우에 있어서도, 마스크 얼라인먼트 마크(1b)의 단부 테두리를 확실하게 특정할 수 있어, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트에 사용할 수 있다.
또한, 기판(1)과 마스크(2)의 사이에는, 5 내지 15㎜의 갭 G가 존재하지만, 이 갭 G에 기인하는 카메라(6)측의 포커스 차가 0으로 된다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서도, 상기 제11 내지 제14 실시 형태와 마찬가지로, 기판(1) 및 마스크(2)의 얼라인먼트 마크(1b, 2b)를 지표로 하여, 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다. 예를 들어, 카메라(6)에 의해 검출되는 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 위치가 프레임 형상의 기판 얼라인먼트 마크(1b)의 중심에서 어긋난 경우에는, 제2 제어 장치(9)에 의해, 마스크 얼라인먼트 마크(2b)가 기판 얼라인먼트 마크(1b)의 중심에 위치하도록 마스크(2)를 이동시켜서 기판(1)과 마스크(2)의 얼라인먼트를 행한다. 또한, 기판(1) 위에 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 정립 등배상을 결상시키기 때문에, 얼라인먼트 광의 광축이 경사진 경우에 있어서도, 카메라(6)에 의해 검출되는 기판 얼라인먼트 마크(1b) 및 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 상대 위치는, 얼라인먼트 광이 기판(1) 및 마스크(2)에 수직으로 조사되는 경우에서 변화되지 않아, 매우 높은 얼라인먼트 정밀도를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 얼라인먼트 시에, 제어 장치가, 마이크로렌즈 어레이(3)를 이동시키면서, 카메라(6)에 의해 기판(1) 위에 결상한 마스크 얼라인먼트 마크(2b)의 상을, 기판 얼라인먼트 마크(1b)의 상과 함께 연속적으로 촬상하도록 구성함으로써, 제12 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 마이크로렌즈 어레이(3)를, 노광광이 조사되는 노광 위치와, 얼라인먼트 광이 조사되는 얼라인먼트 위치를 포함하는 크기로 설치함으로써, 제13 실시 형태와 마찬가지로, 노광 시와 얼라인먼트 시에, 마이크로렌즈 어레이(3)를 이동시킬 필요가 없어진다.
다음으로, 본 발명의 제16 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 대하여 설명한다. 도 43의 (a)는 본 발명의 제16 실시 형태에 따른 노광 장치용 얼라인먼트 장치를 나타내는 도면, 도 43의 (b)는 검출되는 얼라인먼트 마크의 상대적 위치 관계를 나타내는 도면이다. 도 43에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 제14 실시 형태와 마찬가지로, 마이크로렌즈 어레이는, 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)와 얼라인먼트용 마이크로렌즈 어레이(7)가 2매 설치되어 있다. 그리고, 얼라인먼트용 마이크로렌즈 어레이(7)는, 광학 특성이 노광용 마이크로렌즈 어레이(3)와 동일하다. 이에 의해, 본 실시 형태에 있어서는, 제14 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 제14 실시 형태와 마찬가지로, 노광 시의 마이크로렌즈 어레이(3)의 스캔 노광 방향과 얼라인먼트 시의 마이크로렌즈 어레이(7)의 이동 방향(제1 방향)을 서로 다른 방향으로 할 수 있다. 즉, 제어 장치에 의한 마이크로렌즈 어레이(7)의 이동 방향이, 마이크로렌즈 열을 구성하는 마이크로렌즈의 배열 방향에 직교하는 방향이면, 본 발명의 효과가 얻어진다.
본 발명에 의하면, 기판과 마스크의 얼라인먼트가 취해졌음에도 불구하고, 카메라에 있어서는, 얼라인먼트가 취해지지 않았다고 오관찰되거나, 기판과 마스크의 얼라인먼트가 취해지지 않았음에도 불구하고, 카메라에 있어서는, 얼라인먼트가 취해져 있다고 오관찰되는 것을 방지할 수 있으므로, 카메라에 의해 검출되는 기판 얼라인먼트 마크와 마스크 얼라인먼트 마크를 사용하여, 기판과 마스크의 얼라인먼트를 고정밀도로 행할 수 있다.
1: 기판
2: 마스크
3: (제1) 마이크로렌즈 어레이
4: 마이크로렌즈
5: 얼라인먼트 광원
7: 제2 마이크로렌즈 어레이
1a, 1b: 기판 얼라인먼트 마크
2a, 2b: 마스크 얼라인먼트 마크
6, 20: 카메라
21: 필터
22, 23, 25, 30: 렌즈
24, 28: 빔 스플리터
29: 반사경
9: 제어 장치
40: 개구
41: 개구 조리개
42: 6각 시야 조리개
43: 차광막

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  9. 복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치된 마이크로렌즈 어레이를, 노광 대상의 기판과, 이 기판에 노광하는 패턴이 설치된 마스크의 사이에 배치하여, 상기 마스크와 상기 기판을 상대적으로 위치 정렬할 때 사용되는 얼라인먼트 마크로서,
    상기 기판 또는 상기 마스크에 형성되고,
    상기 마이크로렌즈 어레이의 다각 시야 조리개의 개구의 모든 변에 대하여 각각 경사지는 방향으로 연장되는 복수 개의 선 형상의 마크 부재(片)를 갖고, 상기 마크 부재는 얼라인먼트 중심으로부터 방사 형상으로 연장되는 복수 개의 제1 군의 마크 부재와, 상기 얼라인먼트 중심을 중심으로 하는 다각형의 변 위로 연장되는 복수 개의 제2 군의 마크 부재로 이루어지고, 상기 마크 부재 중, 복수 개의 마크 부재가 어느 하나의 상기 다각 시야 조리개 중에 존재하도록, 상기 다각 시야 조리개 및 상기 마크 부재의 위치가 정해져 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 군의 마크 부재는, 상기 얼라인먼트 중심을 공통의 중심으로 하는서로 다른 크기의 복수 개의 다각형의 변 위에 연결되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 군의 마크 부재는, 상기 얼라인먼트 중심을 공통의 중심으로 하는 서로 다른 크기의 복수 개의 다각형의 변 위에 상기 다각형의 코너부를 포함하도록 하여, 단속적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제2 군의 마크 부재는, 서로 다른 다각형 위에 위치하는 것의 굵기가, 상이한 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크.
  13. 노광 장치에 제공되는 기판 또는 마스크에, 그것들의 위치 조정을 위해 형성되고, 선 대칭의 다각형 형상의 도형으로 이루어지는 얼라인먼트 마크로서,
    상기 기판과 상기 마스크의 사이에 매트릭스 형상으로 배치된 복수 개의 렌즈의 각기 다각 시야 조리개의 개구부를 구성하는 어느 하나의 연변과 평행하게 되지 않도록 배치된 다각형 형상부와,
    상기 다각형 형상부의 중심으로부터, 상기 다각형 형상부를 횡단하는 적어도6개의 방사선으로 이루어지는 방사선부
    를 갖고,
    상기 다각형 형상부 및 상기 방사선부의 전체가, 상기 렌즈의 크기보다 크고, 4개의 인접하는 렌즈의 전체의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크.
  14. 마스크에 형성된 노광 패턴을 기판에 전사하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
    노광광의 출사와 겸용 또는 독립된 얼라인먼트 광의 출사용 얼라인먼트 광원과,
    상기 마스크와 상기 기판의 사이에 배치되고, 상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크로부터 반사된 얼라인먼트 광의 반사광을 상기 마스크 위에 정립 등배상으로서 결상시키는 마이크로렌즈 어레이와,
    상기 기판 얼라인먼트 마크 및 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크에 상기 마스크측에서 얼라인먼트 광을 동시에 조사하였을 때, 상기 마스크 얼라인먼트 마크로부터 반사된 반사광 및 상기 마스크 위에 결상한 상기 기판 얼라인먼트 마크의 정립 등배상을 상기 마스크측에서 검출하는 카메라와,
    이 카메라에 의해 검출되는 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크가 일치하도록, 상기 마스크 및 상기 기판 중 적어도 하나의 위치를 조절하는 제어 장치
    를 갖고,
    상기 마이크로렌즈 어레이는,
    복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이와, 이 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되고 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개와, 상기 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 노광광의 최대 확대부의 적어도 일부에 배치되고 원형의 개구를 갖고 각 마이크로렌즈의 개구수를 규정하는 개구 조리개를 갖고,
    상기 기판 얼라인먼트 마크는,
    상기 다각 시야 조리개의 개구의 모든 변에 대하여 각각 경사지는 방향으로 연장되는 복수 개의 선 형상의 마크 부재를 갖고, 상기 마크 부재는 얼라인먼트 중심으로부터 방사 형상으로 연장되는 복수 개의 제1 군의 마크 부재와, 상기 얼라인먼트 중심을 중심으로 하는 다각형의 변 위로 연장되는 복수 개의 제2 군의 마크 부재로 이루어지고, 상기 마크 부재 중, 복수 개의 마크 부재가 어느 하나의 상기 다각 시야 조리개 중에 존재하도록, 상기 다각 시야 조리개 및 상기 마크 부재의 위치가 정해져 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  15. 마스크에 형성된 노광 패턴을 기판에 전사하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
    노광광의 출사와 겸용 또는 독립된 얼라인먼트 광의 출사용 얼라인먼트 광원과,
    상기 마스크와 상기 기판의 사이에 배치되고, 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크로부터 반사된 얼라인먼트 광의 반사광을 상기 기판 위에 정립 등배상으로서 결상시키는 마이크로렌즈 어레이와,
    상기 마스크 얼라인먼트 마크 및 상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크에 상기 기판측으로부터 얼라인먼트 광을 동시에 조사하였을 때, 상기 기판 얼라인먼트 마크로부터 반사된 반사광 및 상기 기판 위에 결상한 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 정립 등배상을 상기 기판측으로부터 검출하는 카메라와,
    이 카메라에 의해 검출되는 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크가 일치하도록, 상기 마스크 및 상기 기판 중 적어도 하나의 위치를 조절하는 제어 장치
    를 갖고,
    상기 마스크 얼라인먼트 마크는,
    복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되고 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개의 개구의 모든 변에 대하여 각각 경사지는 방향으로 연장되는 복수 개의 선 형상의 마크 부재를 갖고, 상기 마크 부재는 얼라인먼트 중심으로부터 방사 형상으로 연장되는 복수 개의 제1 군의 마크 부재와, 상기 얼라인먼트 중심을 중심으로 하는 다각형의 변 위로 연장되는 복수 개의 제2 군의 마크 부재로 이루어지며, 상기 마크 부재 중, 복수 개의 마크 부재가 어느 하나의 상기 다각 시야 조리개 중에 존재하도록, 상기 다각 시야 조리개 및 상기 마크 부재의 위치가 정해져 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 제2 군의 마크 부재는, 상기 얼라인먼트 중심을 공통의 중심으로 하는 서로 다른 크기의 복수 개의 다각형의 변 위에 연결되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  17. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 제2 군의 마크 부재는, 상기 얼라인먼트 중심을 공통의 중심으로 하는서로 다른 크기의 복수 개의 다각형의 변 위에 상기 다각형의 코너부를 포함하도록 하여, 단속적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 군의 마크 부재는, 서로 다른 다각형 위에 위치하는 것의 굵기가, 상이한 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제2 군의 마크 부재는, 서로 다른 다각형 위에 위치하는 것의 굵기가, 상이한 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  20. 복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치된 마이크로렌즈 어레이를, 노광 대상의 기판과, 이 기판에 노광하는 패턴이 설치된 마스크의 사이에 배치하여, 상기 마스크와 상기 기판을 상대적으로 위치 정렬할 때 사용되는 얼라인먼트 마크로서,
    상기 기판 또는 상기 마스크에 형성되고,
    상기 마이크로렌즈가 직선 위에 배열되는 제1 방향에 대하여, 마크를 구성하는 모든 변이 경사져 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈 어레이는, 그 마이크로렌즈가 노광 장치의 스캔 방향에 수직인 방향으로 1열로 정렬하여 배치되어 있으며, 상기 제1 방향은 이 스캔 방향에 수직인 방향이며, 마크를 구성하는 모든 변은, 상기 스캔 방향에 수직인 방향에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 마크를 구성하는 모든 변은, 상기 스캔 방향에 수직인 방향에 대하여 45°의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 마크.
  23. 마스크에 형성된 노광 패턴을 기판에 전사하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
    노광광의 출사와 겸용 또는 독립된 얼라인먼트 광의 출사용 얼라인먼트 광원과,
    상기 마스크와 상기 기판의 사이에 배치되고, 상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크로부터 반사된 얼라인먼트 광의 반사광을 상기 마스크 위에 정립 등배상으로서 결상시키는 마이크로렌즈 어레이와,
    상기 기판 얼라인먼트 마크 및 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크에 상기 마스크측에서 얼라인먼트 광을 동시에 조사하였을 때, 상기 마스크 얼라인먼트 마크로부터 반사된 반사광 및 상기 마스크 위에 결상한 상기 기판 얼라인먼트 마크의 정립 등배상을 상기 마스크측에서 검출하는 카메라와,
    이 카메라에 의해 검출되는 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크가 일치하도록, 상기 마스크 및 상기 기판 중 적어도 하나의 위치를 조절하는 제어 장치
    를 갖고,
    상기 마이크로렌즈 어레이는,
    복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이와, 이 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되고 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개와, 상기 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 노광광의 최대 확대부의 적어도 일부에 배치되고 원형의 개구를 갖고 각 마이크로렌즈의 개구수를 규정하는 개구 조리개와, 상기 마이크로렌즈 어레이의 상면에 있어서의 상기 마이크로렌즈 이외의 부분을 차광하는 차광막을 갖고,
    상기 마스크 얼라인먼트 마크 또는 상기 기판 얼라인먼트 마크는, 상기 마이크로렌즈가 직선 위에 배열되는 제1 방향에 대하여, 마크를 구성하는 모든 변이 경사져 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  24. 마스크에 형성된 노광 패턴을 기판에 전사하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
    노광광의 출사와 겸용 또는 독립된 얼라인먼트 광의 출사용 얼라인먼트 광원과,
    상기 마스크와 상기 기판의 사이에 배치되고, 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크로부터 반사된 얼라인먼트 광의 반사광을 상기 기판 위에 정립 등배상으로서 결상시키는 마이크로렌즈 어레이와,
    상기 마스크 얼라인먼트 마크 및 상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크에 상기 기판측으로부터 얼라인먼트 광을 동시에 조사하였을 때, 상기 기판 얼라인먼트 마크로부터 반사된 반사광 및 상기 기판 위에 결상한 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 정립 등배상을 상기 기판측으로부터 검출하는 카메라와,
    이 카메라에 의해 검출되는 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크가 일치하도록, 상기 마스크 및 상기 기판 중 적어도 하나의 위치를 조절하는 제어 장치
    를 갖고,
    상기 마이크로렌즈 어레이는,
    복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이와, 이 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되고 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개와, 상기 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 노광광의 최대 확대부의 적어도 일부에 배치되고 원형의 개구를 갖고 각 마이크로렌즈의 개구수를 규정하는 개구 조리개와, 상기 마이크로렌즈 어레이의 상면에 있어서의 상기 마이크로렌즈 이외의 부분을 차광하는 차광막을 갖고,
    상기 마스크 얼라인먼트 마크 또는 상기 기판 얼라인먼트 마크는, 상기 마이크로렌즈가 직선 위에 배열되는 제1 방향에 대하여, 마크를 구성하는 모든 변이 경사져 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈 어레이는, 그 마이크로렌즈가 노광 장치의 스캔 방향에 수직인 방향으로 1열로 정렬하여 배치되어 있으며, 상기 제1 방향은 이 스캔 방향에 수직인 방향이며, 마크를 구성하는 모든 변은, 상기 스캔 방향에 수직인 방향에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 마크를 구성하는 모든 부재는, 상기 스캔 방향에 수직인 방향에 대하여 45°의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  27. 스캔 노광에 의해 마스크의 패턴을 기판에 전사하는 마이크로렌즈 어레이를 사용한 스캔 노광 장치에 설치되고, 상기 마스크와 상기 기판을 상대적 위치 정렬하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
    상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크에, 얼라인먼트용 광을 조사하는 얼라인먼트 광원과,
    상기 기판과 상기 마스크의 사이에 개재하여, 상기 기판 얼라인먼트 마크 또는 상기 마스크 얼라인먼트 마크를 각각 상기 마스크 또는 상기 기판에 정립 등배상으로서 결상시키는 마이크로렌즈 어레이와,
    상기 기판 얼라인먼트 마크 및 상기 마스크 얼라인먼트 마크를, 한쪽은 반사광의 상 및 다른 쪽은 정립 등배상으로서 촬상하는 카메라와,
    이 카메라에 의해 촬상된 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크에 기초하여, 상기 마스크 및 상기 기판 중 적어도 하나의 위치를 조절하는 제어 장치
    를 갖고,
    상기 마이크로렌즈 어레이는,
    복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이와,
    이 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되고 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개와,
    상기 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 개구수를 제한하는 개구 조리개를 갖고,
    상기 복수 개의 마이크로렌즈가 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 배열되어 마이크로렌즈 열을 구성하고, 이 마이크로렌즈 열이 상기 스캔 노광 방향에 복수열 배치됨과 함께, 상기 스캔 노광 방향에 인접하는 2열의 마이크로렌즈 열의 상호 간은 상기 스캔 노광 방향에 직교하는 방향에 치우치도록 배치된 것이며,
    상기 제어 장치는, 상기 마이크로렌즈 어레이를 상기 기판 및 상기 마스크에 대하여 상대적으로 상기 스캔 노광 방향으로 이동시킴과 함께, 상기 마이크로렌즈 열의 배열 피치의 정수배가 아닌 간격으로 상기 카메라에 의해 상기 기판 얼라인먼트 마크의 상 및 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 상을 복수회 촬상하고, 촬상된 복수 개의 상을 중첩하여, 이 중첩된 기판 얼라인먼트 마크의 상 및 마스크 얼라인먼트 마크의 상을 얼라인먼트에 사용하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  28. 스캔 노광에 의해 마스크의 패턴을 기판에 전사하는 마이크로렌즈 어레이를 사용한 스캔 노광 장치에 설치되고, 상기 마스크와 상기 기판을 상대적 위치 정렬하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치에 있어서,
    상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크에, 얼라인먼트용 광을 조사하는 얼라인먼트 광원과,
    상기 기판과 상기 마스크의 사이에 개재하여, 상기 기판 얼라인먼트 마크 또는 상기 마스크 얼라인먼트 마크를 각각 상기 마스크 또는 상기 기판에 정립 등배상으로서 결상시키는 마이크로렌즈 어레이와,
    상기 기판 얼라인먼트 마크 및 상기 마스크 얼라인먼트 마크를, 한쪽은 반사광의 상 및 다른 쪽은 정립 등배상으로서 촬상하는 카메라와,
    이 카메라에 의해 촬상된 상기 기판 얼라인먼트 마크와 상기 마스크 얼라인먼트 마크에 기초하여, 상기 마스크 및 상기 기판 중 적어도 하나의 위치를 조절하는 제어 장치
    를 갖고,
    상기 마이크로렌즈 어레이는,
    복수 개의 마이크로렌즈가 2차원적으로 배치되어 구성되고 서로 적층된 복수 매의 단위 마이크로렌즈 어레이와,
    이 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 반전 결상 위치에 배치되고 다각형의 개구를 갖는 다각 시야 조리개와,
    상기 단위 마이크로렌즈 어레이 간의 개구수를 제한하는 개구 조리개를 갖고,
    상기 복수 개의 마이크로렌즈가 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 배열되어 마이크로렌즈 열을 구성하고, 이 마이크로렌즈 열이 상기 스캔 노광 방향에 복수열 배치됨과 함께, 상기 스캔 노광 방향에 인접하는 2열의 마이크로렌즈 열의 상호간은 상기 스캔 노광 방향에 직교하는 방향으로 치우치도록 배치된 것이며,
    상기 제어 장치는, 상기 마이크로렌즈 어레이를 상기 기판 및 상기 마스크에 대하여 상대적으로 스캔 노광 방향으로 이동시킴과 함께, 상기 카메라에 의해 상기 기판 얼라인먼트 마크의 상 및 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 상을 연속적으로 동화상으로서 촬상하고, 연속적으로 촬상된 기판 얼라인먼트 마크의 상 및 마스크 얼라인먼트 마크의 상을 얼라인먼트에 사용하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 기판 얼라인먼트 마크 및 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 한쪽이, 프레임 형상을 이루고, 다른 쪽이 얼라인먼트 시에 상기 프레임의 중심에 위치하는 직사각 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  30. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 얼라인먼트 광원은, 상기 카메라가 검출하는 광의 광축과 동축적으로 얼라인먼트 광을 출사하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
  31. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈 어레이는, 노광용 마이크로렌즈 어레이와 공용하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 얼라인먼트 장치.
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