TW201706730A - 曝光裝置用之對準裝置及對準記號 - Google Patents

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Abstract

本發明在對準裝置中，設置射出對準用光線的對準光源，例如內建於相機中。然後，對準光源，以與例如相機所檢測出之光線的光軸同軸的方式射出對準光線。對準光線，照射到基板以及遮罩，其反射光被相機所檢測出。曝光用的微透鏡陣列，亦存在於遮罩對準記號與基板對準記號之間，藉此，便可在遮罩上形成基板對準記號所反射之正立等倍像。然後，根據相機所檢測出之遮罩對準記號的反射光以及基板對準記號，控制裝置進行基板與遮罩的對準。藉此，便能夠以高精度進行基板與遮罩的對準。

Description

曝光裝置用之對準裝置及對準記號
本發明係關於一種曝光裝置用的對準裝置以及對準記號，其在使用微透鏡陣列的曝光裝置中，將基板與遮罩對準。
以往，在曝光裝置中，係從光源射出曝光光線，使該曝光光線透過形成了既定形狀之圖案的遮罩而照射到基板上，在基板上將遮罩的圖案曝光。因此，由於係在基板上的既定位置將圖案以高精度曝光，故對準遮罩與基板的相對位置是很重要的。例如專利文獻1揭示一種將作為曝光對象的晶圓以接近遮罩的方式配置的接近曝光式曝光裝置，其在遮罩以及晶圓上均設置記號，並利用該記號對準遮罩與晶圓的相對位置。
另一方面，近來，吾人開始使用利用微透鏡陣列將遮罩圖案投影到基板上的曝光裝置。圖44係表示使用微透鏡陣列的曝光裝置的示意圖。在作為曝光對象的基板1的上方，相對於基板1隔著適當間隔配置了形成有欲曝光於基板1上之圖案的遮罩2。然後，在該基板1與遮罩2之間，配置了將微透鏡4以2維方式排列的微透鏡陣列3，來自遮罩2上方的曝光光線對遮罩2照射，透過遮罩2的曝光光線經由微透鏡陣列3投影在基板1上，遮罩2所形成之圖案，藉由微透鏡陣列3形成正立等倍像，轉印到基板表面的抗蝕劑等膜層上。
在此時，通常會將遮罩2以及基板1固定，並使微透鏡陣列3與曝光光線源以及光學系一體朝與紙面垂直的方向移動，藉此讓曝光光線在基板1上掃描。此時，必須在基板1的頂面以及遮罩2的底面分別設置對準記號1a以及2a，並以該等對準記號1a以及2a為指標，對準基板1與遮罩2的相對位置。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2004－103644號公報
[發明所欲解決的問題] 然而，在利用對準記號1a、2a對準基板1與遮罩2的位置時，若欲以±1μm左右的高精度對準基板1與遮罩2的位置，則必須以同一相機同時觀察兩對準記號1a、2a。亦即，若用不同相機分別觀察對準記號1a、2a，便無法保證兩對準記號1a、2a的相對位置準確。
在如專利文獻1的接近曝光的情況下，遮罩與基板會接近至200μm左右，由於該間隔係在相機的焦距深度內，故可用相機同時觀察遮罩的對準記號與基板的對準記號。然而，在使用微透鏡陣列3的曝光裝置中，由於基板1與遮罩2之間必須插設微透鏡陣列3，故基板1與遮罩2之間的距離，亦即，對準記號1a、2a之間的間隔G存在5至15mm左右。該5至15mm的間隔，以通常相機的透鏡系並無法同時觀察。
另外，如圖44以及圖45所示的，亦考慮對基板1的對準記號1a的反射光與遮罩2的對準記號2a的反射光設置光路徑差，以修正基板1的對準記號1a與遮罩2的對準記號2a的焦距差。
如圖44所示的，基板1與遮罩2之間的間隔G為5至15mm。此時，若考慮視野與對準精度，透鏡倍率必須為4倍左右。因此，對準的圖案間隔G（＝5～15mm），若從相機側觀察，相當於5～15mm×42 ＝80～240mm。有必要修正該80至240mm的焦距差。
於是，在圖45中，來自光源120的光被透鏡121收斂，由反射鏡122反射，經由透鏡123射入分束器117。然後，分束器117的光經由透鏡118以及119射入遮罩2，在遮罩2的對準記號2a反射，同時射入基板1，在基板1的對準記號1a反射。該等對準記號1a、2a所反射的光，射向分束器117，透過該分束器117之後，經由透鏡116、115射入分束器114。對準記號1a、2a的反射光被分束器114分成射向分束器111的光以及射向鏡子113的光，射向鏡子113的光被鏡子112反射而射向分束器111。然後，在分束器111，來自分束器114的光就這樣穿透過去，來自鏡子112的光則被反射而射向相機110。如是，從分束器114經由鏡子113、112的光與從分束器114直接到達的光被相機110檢測出。此時，設定成從分束器114到鏡子113的光路徑、從鏡子113到鏡子112的光路徑以及從鏡子112到分束器111的光路徑的總長，比從分束器114直接射入分束器111之光的光路徑的長度更長80至240mm的焦距差。因此，遮罩2的對準記號2a的反射光，亦即以經過鏡子112、113之光路徑前進的光，以及基板1的對準記號1a的反射光，亦即以從分束器114直接射入分束器111之光路徑前進的光均在相機110的CCD（電荷耦合元件）成像，如是便可用相機110同時觀察對準記號1a、2a。
藉此，便可將基板1與遮罩2的對準記號1a、2a的圖案的焦距差（相當於80至240mm）藉由分成不同光路徑的方式而進行修正。然而，像這樣以不同光路徑修正焦距差，當各光路徑的光軸產生偏差時，會有對準記號1a、2a的兩圖案的相對位置也會產生偏差這樣的問題點存在。因此，該方法會使對準精度降低。若對準精度降低，則曝光圖案精度也會降低，對於近來的高精細液晶面板的曝光而言，係致命的問題。
有鑑於相關問題，本發明之目的在於提供一種曝光裝置用的對準裝置以及對準記號，其能夠以高精度進行基板與遮罩的對準。 [解決問題之技術手段]
本發明之曝光裝置用對準裝置，可對準曝光裝置的遮罩與基板的相對位置，該曝光裝置包含：光源，其射出曝光光線；遮罩，受到該光源的曝光光線照射，且形成有欲在基板上曝光的圖案；以及第1微透鏡陣列，設置在該基板與該遮罩之間，受到透過該遮罩的曝光光線照射，而在該基板上形成該圖案的正立等倍像；該曝光裝置用對準裝置的特徵為包含：對準光源，其對該基板所設之基板對準記號與該遮罩所設之遮罩對準記號，從該遮罩的上方照射對準用光線；第2微透鏡陣列，其配置在該基板對準記號與該遮罩對準記號之間，使該基板對準記號所反射之反射光在該遮罩上形成正立等倍像；相機，其從該遮罩側檢測出該基板對準記號的反射光與該遮罩對準記號的反射光；以及控制裝置，其調節該遮罩及／或該基板的位置，使該相機所檢測出之該基板對準記號與該遮罩對準記號對齊一致。
本發明另一曝光裝置用對準裝置，其可對準曝光裝置的遮罩與基板的相對位置，該曝光裝置包含：光源，其射出曝光光線；遮罩，其受到該光源的曝光光線照射，且形成有欲在基板上曝光的圖案；以及第1微透鏡陣列，其設置在該基板與該遮罩之間，受到透過該遮罩的曝光光線照射，而在該基板上形成該圖案的正立等倍像；該曝光裝置用對準裝置的特徵為包含：對準光源，其對該基板所設之基板對準記號與該遮罩所設之遮罩對準記號，從該基板的下方照射對準用光線；第2微透鏡陣列，其配置在該基板對準記號與該遮罩對準記號之間，使該遮罩對準記號所反射之反射光在該基板上形成正立等倍像；相機，其從該基板側檢測出該基板對準記號的反射光與該遮罩對準記號的反射光；以及控制裝置，其調節該遮罩及／或該基板的位置，使該相機所檢測出之該基板對準記號與該遮罩對準記號對齊一致。
在本發明之該等曝光裝置用對準裝置中，例如，該第1微透鏡陣列與該第2微透鏡陣列係由1片共用的微透鏡陣列所構成，該對準用光線在該共用微透鏡陣列於該基板對準記號與該遮罩對準記號之間移動的狀態下進行照射。或者，該第1微透鏡陣列與該第2微透鏡陣列，係由涵蓋曝光光線照射之曝光位置與對準光線照射之對準位置的1片共用的微透鏡陣列所構成。或者，該第1微透鏡陣列與該第2微透鏡陣列，係各別獨立分開設置。
另外，在本發明之該等曝光裝置用對準裝置中，例如，可使該基板對準記號以及該遮罩對準記號的其中一方形成框狀，另一方形成於對準時位於該框之中心的矩形形狀。
該對準光源可按照如下方式設置：以與例如該相機所檢測出之光線的光軸同軸的方式射出對準光線。或者，亦可按照如下方式設置：該對準光源與該相機各別獨立設置，該對準光源的光線的光軸與該相機所檢測出之反射光的光軸不同軸。
本發明之對準記號，係在使用微透鏡陣列，將該微透鏡陣列配置在作為曝光對象的基板與設有欲曝光於該基板上之圖案的遮罩之間，並在對準該遮罩與該基板的相對位置時使用的對準記號，該微透鏡陣列包含：複數片的單位微透鏡陣列，其由複數個微透鏡以2維方式配置所構成且彼此堆疊；多角視野光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置且具有多角形開口；以及開口光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的曝光光線的最大放大部的至少一部分，具有圓形開口，且限定各微透鏡的數值孔徑；該對準記號的特徵為：設置於該基板或該遮罩上，具有相對於該多角視野光闌的開口的全部的邊各自朝傾斜方向延伸的複數條線狀記號片，該記號片由從對準中心以放射狀延伸的第1組的複數個記號片以及在以該對準中心為中心的多角形的邊上延伸的第2組的複數個記號片所構成，在該記號片之中，以複數個記號片存在於其中任一個該多角視野光闌之中的方式，決定該多角視野光闌以及該記號片的位置。
在該對準記號中，該第2組記號片，宜在以該對準中心為共同中心的相異大小的複數個多角形的邊上連結配置。或者，該第2組記號片，宜在以該對準中心為共同中心的相異大小的複數個多角形的邊上，以包含該多角形的角部的方式，不連續地配置。另外，該第2組記號片，位於相異多角形上者之粗細，宜有所不同。
本發明之另一對準記號，係在曝光裝置中的基板或遮罩上，為了調整該等構件的位置而設置，由線對稱的多角形形狀的圖形所構成的對準記號，其特徵為包含：多角形形狀部，其以與構成在該基板與該遮罩之間以陣列狀配置之複數個透鏡的各個多角視野光闌的開口部的其中任一緣邊不平行的方式配置；以及放射線部，其由從該多角形形狀部的中心向外切斷該多角形形狀部的至少6條放射線所構成；該多角形形狀部以及該放射線部的整體，比該透鏡的大小更大，比4個隣接之透鏡的整體大小更小。
本發明之另一曝光裝置用的對準裝置，係將遮罩所形成之曝光圖案轉印於基板上的曝光裝置用的對準裝置，包含：對準光源，其兼用於射出曝光光線或獨立射出對準光線；微透鏡陣列，其配置在該遮罩與該基板之間，使該基板所設之基板對準記號所反射之對準光線的反射光在該遮罩上形成正立等倍像；相機，當對該基板對準記號以及該遮罩所設之遮罩對準記號從該遮罩側同時照射對準光線時，其從該遮罩側檢測出該遮罩對準記號所反射之反射光以及該遮罩上所成像之該基板對準記號的正立等倍像；以及控制裝置，其調節該遮罩及／或該基板的位置，使該相機所檢測出之該基板對準記號與該遮罩對準記號對齊一致；該微透鏡陣列包含：複數片的單位微透鏡陣列，其由複數個微透鏡以2維方式配置所構成且彼此堆疊；多角視野光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置且具有多角形的開口；以及開口光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的曝光光線的最大放大部的至少一部分，具有圓形的開口，且限定各微透鏡的數值孔徑；該基板對準記號，具有相對於該多角視野光闌的開口的全部的邊各自朝傾斜方向延伸的複數條線狀記號片；該記號片由從對準中心以放射狀延伸的第1組的複數個記號片以及在以該對準中心為中心的多角形的邊上延伸的第2組的複數個記號片所構成；在該記號片之中，以複數個記號片存在於其中任一個該多角視野光闌之中的方式，決定該多角視野光闌以及該記號片的位置。
本發明之另一曝光裝置用的對準裝置，係將遮罩所形成之曝光圖案轉印到基板上的曝光裝置用的對準裝置，包含：對準光源，其兼用於射出曝光光線或獨立射出對準光線；微透鏡陣列，其配置在該遮罩與該基板之間，使該遮罩所設之遮罩對準記號所反射之對準光線的反射光在該基板上形成正立等倍像；相機，當對該遮罩對準記號以及該基板所設之基板對準記號從該基板側同時照射對準光線時，其從該基板側檢測出該基板對準記號所反射之反射光以及在該基板上所成像之該遮罩對準記號的正立等倍像；以及控制裝置，其調節該遮罩及／或該基板的位置，使該相機所檢測出之該基板對準記號與該遮罩對準記號對齊一致；該遮罩對準記號，具有相對於該多角視野光闌的開口的全部的邊各自朝傾斜方向延伸的複數條線狀記號片，該記號片由從對準中心以放射狀延伸的第1組的複數個記號片以及在以該對準中心為中心的多角形的邊上延伸的第2組的複數個記號片所構成，在該記號片之中，以複數個記號片存在於其中任一個該多角視野光闌之中的方式，決定該多角視野光闌以及該記號片的位置。
在該曝光裝置用的對準裝置中，該第2組的記號片，宜在以該對準中心為共同中心的相異大小的複數個多角形的邊上連結配置。或者，該第2組的記號片，宜在以該對準中心為共同中心的相異大小的複數個多角形的邊上，以包含該多角形的角部的方式，不連續地配置。另外，該第2組的記號片，位於相異多角形上者之粗細，宜有所不同。
本發明之另一對準記號，係在使用微透鏡陣列，將該微透鏡陣列配置在作為曝光對象的基板與設有欲在該基板上曝光之圖案的遮罩之間，並在對準該遮罩與該基板的相對位置時使用的對準記號，該微透鏡陣列包含：複數片的單位微透鏡陣列，其由複數個微透鏡以2維方式配置所構成且彼此堆疊；多角視野光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置且具有多角形的開口；開口光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的曝光光線的最大放大部的至少一部分，具有圓形的開口，且限定各微透鏡的數值孔徑；以及遮光膜，其遮蔽該微透鏡陣列的頂面的該微透鏡以外的部分；該對準記號的特徵為：設置於該基板或該遮罩上，相對於該微透鏡在直線上排列的第1方向，構成記號的全部的邊係傾斜的。
在該對準記號中，該微透鏡陣列的微透鏡以在與曝光裝置的掃描方向垂直的方向上排成1列的方式配置，該第1方向為與該掃描方向垂直的方向，構成記號的全部的邊相對於與該掃描方向垂直的方向傾斜，此為較佳之態樣。構成該記號的全部的邊，更宜相對於與該掃描方向垂直的方向呈45°的角度。
本發明之另一曝光裝置用的對準裝置，係將遮罩所形成之曝光圖案轉印到基板上的曝光裝置用的對準裝置，包含：對準光源，其兼用於射出曝光光線或獨立射出對準光線；微透鏡陣列，其配置在該遮罩與該基板之間，使該基板所設之基板對準記號所反射之對準光線的反射光在該遮罩上形成正立等倍像；相機，當對該基板對準記號以及該遮罩所設之遮罩對準記號從該遮罩側同時照射對準光線時，其從該遮罩側檢測出該遮罩對準記號所反射之反射光以及在該遮罩上所成像之該基板對準記號的正立等倍像；以及控制裝置，其調節該遮罩及／或該基板的位置，使該相機所檢測出之該基板對準記號與該遮罩對準記號對齊一致；該微透鏡陣列包含：複數片的單位微透鏡陣列，其由複數個微透鏡以2維方式配置所構成且彼此堆疊；多角視野光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置且具有多角形的開口；開口光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的曝光光線的最大放大部的至少一部分，具有圓形的開口，且限定各微透鏡的數值孔徑；以及遮光膜，其遮蔽該微透鏡陣列的頂面的該微透鏡以外的部分；該遮罩對準記號或該基板對準記號，相對於該微透鏡在直線上排列的第1方向，構成記號的全部的邊係傾斜的。
本發明之另一曝光裝置用的對準裝置，係將遮罩所形成之曝光圖案轉印到基板上的曝光裝置用的對準裝置，包含：對準光源，其兼用於射出曝光光線或獨立射出對準光線；微透鏡陣列，其配置在該遮罩與該基板之間，使該遮罩所設之遮罩對準記號所反射之對準光線的反射光在該基板上形成正立等倍像；相機，當對該遮罩對準記號以及該基板所設之基板對準記號從該基板側同時照射對準光線時，其從該基板側檢測出該基板對準記號所反射之反射光以及在該基板上所成像之該遮罩對準記號的正立等倍像；以及控制裝置，其調節該遮罩及／或該基板的位置，使該相機所檢測出之該基板對準記號與該遮罩對準記號對齊一致；該微透鏡陣列包含：複數片的單位微透鏡陣列，其由複數個微透鏡以2維方式配置所構成且彼此堆疊；多角視野光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置且具有多角形的開口；開口光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的曝光光線的最大放大部的至少一部分，具有圓形的開口，且限定各微透鏡的數值孔徑；以及遮光膜，其遮蔽該微透鏡陣列的頂面的該微透鏡以外的部分；該遮罩對準記號或該基板對準記號，相對於該微透鏡在直線上排列的第1方向，構成記號的全部的邊係傾斜的。
在該曝光裝置用的對準裝置中，該微透鏡陣列的微透鏡以朝與曝光裝置的掃描方向垂直的方向排成1列的方式配置，該第1方向係與該掃描方向垂直的方向，構成記號的全部的邊相對於與該掃描方向垂直的方向傾斜，係較佳的態樣。另外，構成該記號的全部的記號片，宜相對於與該掃描方向垂直的方向呈45°的角度。
本發明之另一曝光裝置用的對準裝置，係設置於使用藉由掃描曝光將遮罩的圖案轉印到基板上的微透鏡陣列的掃描曝光裝置，以對準該遮罩與該基板的相對位置的曝光裝置用的對準裝置，包含：對準光源，其對該基板所設之基板對準記號與該遮罩所設之遮罩對準記號，照射對準用光線；微透鏡陣列，其隔設於該基板與該遮罩之間，使該基板對準記號或該遮罩對準記號分別在該遮罩或該基板上形成正立等倍像；相機，其將該基板對準記號以及該遮罩對準記號拍攝成其中一方為反射光的影像而另一方為正立等倍像；以及控制裝置，其根據該相機所拍攝之該基板對準記號與該遮罩對準記號，調整該遮罩及／或該基板的位置；該微透鏡陣列包含：複數片的單位微透鏡陣列，其由複數個微透鏡以2維方式配置所構成且彼此堆疊；多角視野光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置且具有多角形的開口；以及開口光闌，其限制該單位微透鏡陣列之間的數值孔徑；該複數個微透鏡在與掃描曝光方向正交的方向上排列而構成微透鏡列，該微透鏡列在該掃描曝光方向上配置複數列，同時以在該掃描曝光方向上隣接的2列微透鏡列彼此之間在與該掃描曝光方向正交的方向上錯開的方式配置，該控制裝置，使該微透鏡陣列相對於該基板以及該遮罩在該掃描曝光方向上移動，同時以非該微透鏡列的排列間距的整數倍的間隔利用該相機對該基板對準記號的影像以及該遮罩對準記號的影像進行複數次拍攝，將所拍攝之複數個影像重疊，並將該重疊之基板對準記號的影像以及遮罩對準記號的影像使用於對準。
本發明之另一曝光裝置用的對準裝置，係設置於使用藉由掃描曝光將遮罩的圖案轉印到基板上的微透鏡陣列的掃描曝光裝置，以對準該遮罩與該基板的相對位置的曝光裝置用的對準裝置，包含：對準光源，其對該基板所設之基板對準記號與該遮罩所設之遮罩對準記號，照射對準用光線；微透鏡陣列，其隔設於該基板與該遮罩之間，使該基板對準記號或該遮罩對準記號分別在該遮罩或該基板上形成正立等倍像；相機，其將該基板對準記號以及該遮罩對準記號拍攝成其中一方為反射光的影像而另一方為正立等倍像；以及控制裝置，其根據該相機所拍攝之該基板對準記號與該遮罩對準記號，調整該遮罩及／或該基板的位置；該微透鏡陣列包含：複數片的單位微透鏡陣列，其由複數個微透鏡以2維方式配置所構成且彼此堆疊；多角視野光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置且具有多角形的開口；以及開口光闌，其限制該單位微透鏡陣列之間的數值孔徑；該複數個微透鏡在與掃描曝光方向正交的方向上排列而構成微透鏡列，該微透鏡列在該掃描曝光方向上配置複數列，同時以在該掃描曝光方向上隣接的2列微透鏡列彼此之間在與該掃描曝光方向正交的方向上錯開的方式配置，該控制裝置使該微透鏡陣列相對於該基板以及該遮罩在掃描曝光方向上移動，同時利用該相機將該基板對準記號的影像以及該遮罩對準記號的影像拍攝成連續動畫，並將連續拍攝之基板對準記號的影像以及遮罩對準記號的影像使用於對準。
在該曝光裝置用的對準裝置中，該基板對準記號以及該遮罩對準記號的其中一方形成框狀，另一方形成在對準時位於該框之中心的矩形形狀，為較佳之態樣。另外，該對準光源宜以與該相機所檢測出之光線的光軸同軸的方式射出對準光線。該微透鏡陣列亦可兼作曝光用的微透鏡陣列使用。 [對照先前技術之功效]
本發明之另一曝光裝置用的對準裝置，以對準光源從遮罩的上方對遮罩以及基板照射對準光線，該對準光線透過遮罩，照射到基板上，被基板上的基板對準記號反射之後，反射光藉由第2微透鏡陣列在遮罩上形成基板對準記號的正立等倍像。因此，基板對準記號以及遮罩對準記號，可藉由相機，在遮罩上被檢測出，使因為基板與遮罩之間的間隔G所導致之相機側的焦距差為0。因此，即是對準光線的光軸傾斜，相機所檢測出之兩對準記號之間的相對位置也不會產生變化，而能夠以高精度進行基板與遮罩的對準。故可防止例如：即使基板與遮罩已經對準，但在相機中誤認為未對準，或者即使基板與遮罩並未對準，但在相機中誤認為已經對準等的情況。然後，在本發明中，由於控制裝置調整遮罩及／或基板的位置，使相機所檢測出之基板對準記號與遮罩對準記號對齊一致，故能夠以高精度進行基板與遮罩的對準。
本發明之另一曝光裝置用的對準裝置，在以對準光源從基板的下方對基板以及遮罩照射對準光線，而基板係由例如PI（聚亞醯胺）以及ITO（銦錫氧化物）等的透光性材料所構成時，該對準光線透過基板，照射到遮罩上，被遮罩上的遮罩對準記號反射之後，反射光藉由第2微透鏡陣列在基板上形成遮罩對準記號的正立等倍像。因此，基板對準記號以及遮罩對準記號便可藉由相機在基板上被檢測出，使因為基板與遮罩之間的間隔G所導致之相機側的焦距差為0。因此，即使對準光線的光軸傾斜，相機所檢測出之兩對準記號之間的相對位置也不會產生變化，而能夠以高精度進行基板與遮罩的對準。
以下，參照所附圖式具體説明本發明之實施態樣。圖1（a）係表示本發明之第1實施態樣的曝光裝置用的對準裝置圖，圖1（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。如圖1所示的，在本實施態樣中，設置了對準裝置的曝光裝置，與習知的使用微透鏡陣列的曝光裝置同樣，在基板1與遮罩2之間設置微透鏡陣列3，從曝光光源8射出之曝光光線透過遮罩2上所形成之圖案，經由微透鏡陣列3在基板上形成圖案的正立等倍像。在該曝光裝置中，對準裝置用來對準基板1與遮罩2的相對位置。
本實施態樣之對準裝置，在遮罩2的上方設置了對基板1所設之基板對準記號1a與遮罩2所設之遮罩對準記號2a從遮罩2的上方照射對準用光線的對準光源5。如圖1所示的，曝光用的上述微透鏡陣列3，在對準基板1與遮罩2的相對位置時，會在基板對準記號1a與遮罩對準記號2a之間移動，使用1片微透鏡陣列3，使其在曝光時與對準時移動。然後，在對準之際，利用微透鏡陣列3，使基板對準記號1a所反射之正立等倍像在遮罩2上成像。另外，在遮罩2的上方設置了相機6，遮罩對準記號2a所反射之反射光以及在遮罩2上成像之基板對準記號1a的正立等倍像會被相機6檢測出。
如圖1（a）所示的，在本實施態樣中，相機6係例如單焦點型的同軸落射式顯微鏡，內建有對準光源5。然後，對準光源5以與相機6所檢測到之光線的光軸同軸的方式射出對準光線。該對準光源5可使用雷射光或透過干涉濾光片的燈光。燈光光源若使用例如鹵素燈，則可降低成本，是較佳的選擇。再者，對準光源5亦可獨立於相機6之外而另外設置。從對準光源5射出之光線，透過例如反射鏡以及分束器等的光學系，照射至遮罩2以及基板1。
在遮罩2上設置了例如框狀的遮罩對準記號2a，在基板1上設置了例如比遮罩對準記號2a的大小更小的矩形的基板對準記號1a。然後，在對準之際，當基板1與遮罩2存在既定的位置關係時，如圖1（b）所示的，相機6所檢測出之基板對準記號1a位於遮罩對準記號2a的中心。
對遮罩2以及基板1照射之對準光線，分別被各對準記號1a、2a所反射，並被相機6所檢測出。如圖1（a）所示的，相機6與控制遮罩2的位置的控制裝置9連接，控制裝置9根據相機6的檢測結果，在有必要對準基板1與遮罩2時，使遮罩2移動。例如，當相機6所檢測出之基板對準記號1a的位置偏離框狀的遮罩對準記號2a的中心時，控制裝置9便移動遮罩2，使基板對準記號1a位於遮罩對準記號2a的中心。另外，如圖1（a）的二點虛線所示的，控制裝置9亦可與例如可載置基板1的平台等構件連接，使基板1移動，藉此對準基板1與遮罩2。或者，控制裝置9亦可使基板1以及遮罩2雙方均移動，以對準基板1與遮罩2。
在對準之際，藉由遮罩對準記號2a與基板對準記號1a之間的微透鏡陣列3，基板對準記號1a所反射之反射光透過微透鏡陣列3，在遮罩2上形成基板對準記號1a的正立等倍像。因此，基板1與遮罩2之間，實際上存在5至15mm的間隔G，惟該間隔G所造成之相機6側的焦距差為0。藉此，便可使相對於相機6的感應器距離不同的基板1以及遮罩2的對準記號1a、2a在相機6同時成像，若以各對準記號為指標，調整基板1與遮罩2的位置，便能夠以高精度對準基板1與遮罩2。另外，由於使相機側的焦距差為0，如圖2（a）所示的，即使對準光線的光軸傾斜時，各對準記號之間的相對位置也不會產生變化，而能夠獲得極高的對準精度。
接著，說明上述構造之本實施態樣的對準裝置的動作。微透鏡陣列3在曝光時位於遮罩2所設之圖案區域的下方。首先，該微透鏡陣列3，朝圖1的右方向移動，而在基板對準記號1a與遮罩對準記號2a之間移動。接著，從相機6所內建之鹵素燈等的對準光源5射出對準光線。該對準光線，透過例如反射鏡以及分束器等的光學系，先照射到遮罩2。照射到遮罩2的對準光線被遮罩對準記號2a所反射。另一方面，透過遮罩2的對準光線，透過配置在遮罩2的下方的微透鏡陣列3，照射在基板1上。
然後，基板對準記號1a所反射之反射光，透過微透鏡陣列3，再度射入遮罩2，於遮罩2上形成基板對準記號1a的正立等倍像。然後，各反射光射入相機6的感應器，遮罩對準記號2a以及遮罩2上所形成之基板對準記號1a的正立等倍像被其檢測出。如是，在本實施態樣中，由於遮罩2上所形成之基板對準記號1a的正立等倍像被相機6檢測出，故雖然在基板1與遮罩2之間實際上存在5至15mm的間隔G，然而在相機6側因為該間隔G所導致之焦距差為0。
然後，利用相機6所檢測出之基板以及遮罩的各對準記號1a、2a，對準基板1與遮罩2。例如，當相機6所檢測出之基板對準記號1a的位置自框狀的遮罩對準記號2a的中心偏離時，便藉由控制裝置9移動遮罩2，使基板對準記號1a位於遮罩對準的中心，進而將基板1與遮罩2對準。在本實施態樣中，由於基板1與遮罩2之間的間隔G所導致之相機6側的焦距差為0，故能夠以基板1以及遮罩2的對準記號1a、2a為指標，以高精度對準基板1與遮罩2。
另外，由於在遮罩2上形成基板對準記號1a的正立等倍像，故如圖2（a）所示的，即使對準光線的光軸傾斜，相機6所檢測出之基板以及遮罩的對準記號1a以及2a的相對位置，如圖2（b）所示的，也不會自對準光線對基板1以及遮罩2垂直照射的圖1（b）的情況產生變化，故不會因為對準光線的光軸傾斜而導致對準精度降低。
以下，與比較例比較進而詳細説明當對準光線的光軸傾斜時的上述功效。圖3係表示本發明之比較例的曝光裝置用的對準裝置圖，圖4係表示在本發明之比較例的對準裝置中，對準光線的光路徑圖。如圖3以及圖4所示的，該對準裝置，係使用雙焦點型的同軸落射照明的對準裝置，例如，設有射出長波長光的第1光源27，以及射出短波長光的第2光源26，第1光源27的長波長光，在被反射鏡29反射之後，射向分束器28，第2光源26的短波長光在該分束器28與第1光源27的長波長光集合。然後，該等集合光，在透鏡30收斂之後，被分束器24反射，經過透鏡25之後，射向遮罩2以及基板1。該集合光，垂直射入遮罩2以及基板1的面，被遮罩2的對準記號2a以及基板1的對準記號1a反射，回到與入射光路徑相同的光路徑上。該反射光，通過分束器24、透鏡23、22，經過濾光片21，射入相機20。因此，反射鏡29以及分束器28構成使第1以及第2光源27、26射出的長波長光與短波長光集合在相同光路徑上的第1光學系，透鏡30、分束器24、透鏡25構成使該第1光學系的集合光垂直照射在遮罩2以及基板1的面上的第2光學系，透鏡25、分束器24、透鏡23、透鏡22構成使遮罩2以及基板1的對準記號2a、1a所反射的反射光回到與第2光學系相同的光路徑之後再將其引導至相機20的第3光學系。
在該比較例中，從第1光源27射出例如波長為670nm的紅色光，從第2光源26射出例如波長為405nm的藍色光，該等光線，在分束器28集合之後，於同一光路徑上行進至相機20。亦即，集合光，如圖4所示的，從分束器24射向遮罩2以及基板1，垂直射入該遮罩2以及基板1的面。
之後，遮罩2的對準記號2a以及基板1的對準記號1a所反射之集合光的反射光，通過與入射光相同的光路徑，直接朝分束器24前進，透過濾光片21，射入相機20的感應器。此時，由於集合光通過由相同透鏡25、23、22所構成的光學系，在該等相同透鏡的情況下，藍色光（波長405nm）的焦點距離較短，紅色光（波長670nm）的焦點距離較長。因此，若適當設定透鏡25、23、22的光學常數等，便可在射入相機20的感應器的光線之中，使被遮罩2的對準記號所反射的光其藍色光的分量在相機20的感應器形成集合焦點，並使被距離相機20更遠的基板1的對準記號所反射的光其紅色光的分量在相機20的感應器形成集合焦點。在以該等方式構成之比較例的對準裝置中，雖然基板1與遮罩2之間的間隔G為5至15mm左右，然而由於在對相機20的入射光之中，紅色光與藍色光經過不同的光路徑長在感應器形成集合焦點，故可使間隔G(例如5mm)被吸收，並使基板1以及遮罩2二者的對準記號1a、2a在相機20的感應器上聚焦，若使基板1上的對準圖案與遮罩2上的對準圖案二者在感應器聚焦，便可同時進行觀察。
在以該等方式構成之比較例的對準裝置中，如圖5（a）所示的，當對準光垂直照射基板1以及遮罩2時，如圖5（b）所示的，會獲得既定的對準精度。然而，如圖5（c）所示的，當對準光的光軸傾斜時，反射光的光路徑改變，在因為基板1與遮罩2之間的間隔G而基板1與遮罩2存在既定位置關係時，如圖5（d）所示的，相機6側所檢出之對準記號1a、2a的位置產生偏差。如是，儘管實際上對準記號2a與對準記號1a的位置一致，且遮罩2與基板1已經對準，則仍可能會在相機6錯誤觀察為並未對準。換言之，即使基板1與遮罩2並未對準，則仍可能會在相機6錯誤觀察為對準記號1a位於對準記號2a的中心而基板1與遮罩2已經對準。
相對於此，在本實施態樣中，由於利用微透鏡陣列3使基板對準記號1a的正立等倍像在遮罩2上成像，故如圖2（a）所示的，即使對準光的光軸傾斜，亦可如圖2（b）所示的，使相機6所檢測出之基板以及遮罩的對準記號1a以及2a的相對位置不會產生變化，進而獲得極高的對準精度。
另外，在上述比較例中，必須設置波長相異的2個對準光源，構造以及對準方法比較複雜，而在本實施態樣之對準裝置中，只要在對準時，使曝光用的微透鏡陣列3在基板對準記號1a與遮罩對準記號2a之間移動，便可使因為基板1與遮罩2之間的間隔G所導致之相機6側的焦距差為0並獲得較高的對準精度，而對準光源也只要1個即可。
在基板1與遮罩2對準之後，微透鏡陣列3朝圖1的左方向移動，移動到遮罩2所設之圖案區域的下方，之後，射出曝光光線，開始微透鏡陣列3的掃描曝光。在本實施態樣中，如上所述的，由於可獲得較高的對準精度，故掃描曝光的曝光精度可維持在極高的程度。
另外，在本實施態樣中的基板以及遮罩的對準記號1a、2a的形狀只是一個例子而已，只要能夠用相機6檢測出各對準記號1a、2a並對準基板1與遮罩2，本發明的對準記號1a、2a的形狀並無特別限定。
另外，在本實施態樣中，係就對準光源5內建於相機6且以與相機6所檢測出之光線的光軸同軸的方式射出對準光線的態樣進行説明，惟在本發明中，由於係使基板1以及遮罩2其中一方的正立等倍像在另一方上成像，並利用相機6檢測出該影像，故對準光源5射出之光線的光軸與相機所檢測出之反射光的光軸不同軸也沒有關係。
接著，説明本發明第2實施態樣之曝光裝置用的對準裝置。圖6（a）係表示本發明第2實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，圖6（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。在第1實施態樣中，係就使曝光用的微透鏡陣列3在曝光時與對準時移動，而曝光與對準共用1片微透鏡陣列的態樣進行説明，惟如圖6所示的，在本實施態樣中，微透鏡陣列3設置成可涵蓋曝光光線照射的曝光位置與對準光線照射的對準位置的大小。其他構造與第1實施態樣相同。
如本實施態樣所示的，1片共用的微透鏡陣列3係由具備涵蓋曝光位置與對準位置之大小的微透鏡陣列所構成，藉此在曝光時與對準時便無須移動微透鏡陣列3。其他功效與第1實施態樣相同。
接著，説明本發明第3實施態樣之曝光裝置用的對準裝置。圖7（a）係表示本發明第3實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，圖7（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖，圖8（a）、（b）係表示在圖7所示之曝光裝置中，對準光線的光路徑傾斜時的情況。如圖7所示的，在本實施態樣中，微透鏡陣列設置曝光用的（第1）微透鏡陣列3與對準用的第2微透鏡陣列7共2片。然後，第2微透鏡陣列7其光學特性與（第1）微透鏡陣列3相同。其他構造與第1實施態樣相同。
在本實施態樣中，亦可使基板對準記號1a的正立等倍像在遮罩2上成像，使因為基板1與遮罩2之間的5至15mm的間隔G所導致的相機6側的焦距差為0，並與第1實施態樣同樣，以高精度對準基板1與遮罩2。另外，如圖8所示的，即使在對準光線的光軸傾斜的情況下，各對準記號之間的相對位置也不會產生變化，而能夠獲得極高的對準精度。另外，由於微透鏡陣列係分別獨立設置曝光用的微透鏡陣列3與對準用的微透鏡陣列7所構成，故與第2實施態樣同樣，在曝光時與對準時均無須移動微透鏡陣列3。
接著，説明本發明第4實施態樣之曝光裝置用的對準裝置。圖9（a）係表示本發明第4實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，圖9（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。如圖9所示的，在本實施態樣中，對準光源5以及相機6，配置在基板1的下方，從基板的下方照射對準用的光線。另外，基板對準記號1b形成框狀，遮罩對準記號2b形成矩形。在本實施態樣中，作為曝光對象的基板1，由例如PI（聚亞醯胺）以及ITO（銦錫氧化物）等的透光性材料所構成，對準用光線透過基板1照射到遮罩2。亦即，在本實施態樣中，在基板1由透光性材料所構成的情況下，對準光線的照射方向以及基板1和遮罩2的各對準記號1b、2b的形狀與第1實施態樣不同，其他構造與第1實施態樣相同。
在本實施態樣中，曝光用的微透鏡陣列3亦會在對準基板1與遮罩2的相對位置時於遮罩對準記號2b與基板對準記號1b之間移動，亦即以1片微透鏡陣列3在曝光時與對準時移動使用。然後，在對準之際，藉由微透鏡陣列3，遮罩對準記號2b所反射之反射光透過微透鏡陣列3，在基板1上形成遮罩對準記號2b的正立等倍像。因此，即使基板1與遮罩2之間存在5至15mm的間隔G，仍可使因為該間隔G所導致之相機6側的焦距差為0。因此，在本實施態樣中，亦與上述第1至第3實施態樣相同，可將基板1的基板對準記號1b以及遮罩2的遮罩對準記號2b當作指標，並以高精度進行基板1與遮罩2的對準。例如，當相機6所檢測出的遮罩對準記號2b的位置自框狀的基板對準記號1b的中心偏離時，便可藉由控制裝置9移動遮罩2，使遮罩對準記號2b位於基板對準記號1b的中心，進而對準基板1與遮罩2。另外，由於在基板1上形成遮罩對準記號2b的正立等倍像，故即使對準光的光軸傾斜，相機6所檢測出之基板以及遮罩的對準記號1b以及2b的相對位置，也不會與對準光垂直照射基板1以及遮罩2的情況有所不同，而能夠獲得極高的對準精度。
另外，在本實施態樣中，亦與第2實施態樣相同，係將微透鏡陣列3設置成涵蓋曝光光線照射的曝光位置與對準光照射的對準位置的大小，故在曝光時與對準時均無須移動微透鏡陣列3。
接著，説明本發明第5實施態樣之曝光裝置用的對準裝置。圖10（a）係表示本發明第5實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，圖10（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。如圖10所示的，在本實施態樣中，與第3實施態樣相同，微透鏡陣列設置曝光用的（第1）微透鏡陣列3與對準用的第2微透鏡陣列7共2片。然後，第2微透鏡陣列7其光學特性與（第1）微透鏡陣列3相同。藉此，在本實施態樣中，與第2實施態樣相同，在曝光時與對準時均無須移動微透鏡陣列3。
接著，説明本發明的第6實施態樣。圖11（a）係表示本發明第6實施態樣之基板以及遮罩的對準方法，圖11（b）係將遮罩上所成像之基板對準記號與微透鏡陣列一併顯示之圖，圖12係表示本發明第6實施態樣之基板對準記號圖，圖13（a）係將基板對準記號與微透鏡陣列一併顯示之圖，圖13（b）係其放大圖。如圖11（a）所示的，在本實施態樣中，曝光裝置，與習知的使用微透鏡陣列的曝光裝置相同，在基板1與遮罩2之間設置微透鏡陣列3，使曝光光源8所射出之曝光光線透過在遮罩2所形成之圖案，藉由微透鏡陣列3，在基板上形成圖案的正立等倍像。在該曝光裝置中，於遮罩2上設置例如框狀的遮罩對準記號2a，於作為曝光對象的基板1上設置既定形狀的基板對準記號11。然後，當進行對準時，微透鏡陣列3會在例如基板對準記號11與遮罩對準記號2a之間移動，以1片微透鏡陣列3在曝光時與對準時移動使用。然後，當進行對準時，藉由微透鏡陣列3，使基板對準記號11所反射之光線在遮罩上形成正立等倍像。
在本實施態樣中，於遮罩2的上方，設置了對基板1所設之基板對準記號11與遮罩2所設之遮罩對準記號2a從遮罩2的上方照射對準用光線的對準光源5，在對準之際，藉由微透鏡陣列3，在遮罩2上形成基板對準記號11所反射之正立等倍像。另外，在遮罩2的上方設置了相機6，遮罩對準記號2a所反射之反射光以及遮罩2上所形成之基板對準記號11的正立等倍像會被相機6檢測出。然後，在進行對準時，當基板1與遮罩2存在既定的位置關係時，使相機6所檢測出之遮罩對準記號2a的對準中心與基板對準記號11的對準中心對齊一致。
如圖11（a）所示的，相機6與控制遮罩2之位置的控制裝置9連接，控制裝置9根據相機6的檢測結果，在必須對準基板1與遮罩2的情況下，使遮罩2移動。例如，當相機6所檢測出之基板對準記號11的對準中心的位置從遮罩對準記號2a的對準中心偏離時，控制裝置9便移動遮罩2使基板對準記號11的對準中心與遮罩對準記號2a的對準中心對齊一致。另外，如圖11（a）的二點虛線所示的，控制裝置9與例如可載置基板1的平台等構件連接，藉由使基板1移動，進行基板1與遮罩2的對準。又，控制裝置9亦可使基板1以及遮罩2雙方移動，進行基板1與遮罩2的對準。
如圖11（a）所示的，在本實施態樣中，相機6係例如單焦點型的同軸落射式顯微鏡，內建對準光源5。然後，對準光源5以與相機6所檢測出之光線的光軸同軸的方式射出對準光線。該對準光源5可使用雷射光或透過干涉濾光器的燈光。燈光源若使用例如鹵素燈，可降低成本，是較佳的選擇。另外，對準光源5在相機6之外獨立設置。對準光源5所射出之光，透過例如反射鏡以及分束器等的光學系，照射到遮罩2以及基板1。
微透鏡陣列3在各個微透鏡都設置了多角視野光闌42以及開口光闌41。在本實施態樣中，如圖27所示的，多角視野光闌係在微透鏡的開口光闌41之中形成6角形的開口作為6角視野光闌42。因此，如圖11（b）所示的，基板1的反射光，因為6角視野光闌42的關係，只有對應6角形所圍區域的基板區域的反射光可透過，而在遮罩2上形成該區域的正立等倍像。
圖25係表示使用微透鏡陣列的曝光裝置的示意圖。在作為曝光對象的基板1的上方，形成有欲在基板1上曝光之圖案的遮罩2，以相對於基板1隔著適當間隔的方式配置。然後，在該基板1與遮罩2之間，配置將微透鏡4以2維方式排列的微透鏡陣列3，從遮罩2的上方對遮罩2照射曝光光線，透過遮罩2的曝光光線藉由微透鏡陣列3投影在基板1上，遮罩2上所形成之圖案，藉由微透鏡陣列3以正立等倍像的方式，轉印到基板表面的抗蝕劑等膜層上。
圖26係表示曝光裝置所使用之微透鏡陣列3的圖式。如圖26所示的，微透鏡陣列3係由例如4片共8枚透鏡所構成，具備將4片的單位微透鏡陣列3－1、3－2、3－3、3－4堆疊的構造。各單位微透鏡陣列3－1至3－4係由表裏2個凸透鏡所形成之光學系所構成。藉此，曝光光線在單位微透鏡陣列3－2與單位微透鏡陣列3－3之間被初步收斂，再於單位微透鏡陣列3－4的下方的基板上成像。亦即，在單位微透鏡陣列3－2與單位微透鏡陣列3－3之間，形成遮罩2的倒立等倍像，在基板上形成遮罩2的正立等倍像。在單位微透鏡陣列3－2與單位微透鏡陣列3－3之間，配置多角視野光闌（例如6角視野光闌42），在單位微透鏡陣列3－3與單位微透鏡陣列3－4之間，配置圓形的開口光闌41。開口光闌41限制各微透鏡的NA（數值孔徑），同時6角視野光闌42在靠近結像位置之處將視野限縮成6角形。該等6角視野光闌42以及開口光闌41針對每個微透鏡設置，就各微透鏡而言，微透鏡的光透過區域被開口光闌41限制成圓形，同時曝光光線的基板上的曝光區域被限制成6角形。6角視野光闌42，例如圖27所示的，係在微透鏡的開口光闌41之中形成6角形狀的開口。因此，藉由該6角視野光闌42，透過微透鏡陣列3的曝光光線，當掃描停止時，會在基板1上照射圖13所示之6角形所圍的區域。
在使用微透鏡陣列的掃描曝光中，通常，會將遮罩2以及基板1固定，並使微透鏡陣列3、曝光光源以及光學系一體朝與紙面垂直的方向移動，進而使曝光光線在基板1上掃描。此時，必須在基板1的頂面以及遮罩2的底面分別設置對準記號1a以及2a，並以該等對準記號1a以及2a為指標，對準基板1與遮罩2的相對位置。
像這樣，由於在微透鏡陣列3設置多角視野光闌，故當基板1所設之對準記號係例如圖14所示的由2條線狀記號片111A、111B所構成的十字形基板對準記號111時，會有基板對準記號111位於微透鏡陣列3的微透鏡之間而無法檢測出對準記號的情況產生。另外，如圖14所示的，即使在基板對準記號111的一部分通過6角視野光闌42的開口而可被檢測出的情況下，當被檢測出之記號片111B與構成6角視野光闌42的開口的邊平行時，仍難以識別出相機6所檢測出之影像係構成6角視野光闌42的開口的邊42d的影像，還是基板對準記號111的記號片111B的影像。
如圖12所示的，本實施態樣之基板對準記號11，係由相對於6角視野光闌42的開口的所有的邊42a至42f朝傾斜方向延伸的複數條線狀的記號片11A至11K所構成的。因此，當被相機6檢測出時，被檢測出之記號延伸的方向相對於6角視野光闌42的邊傾斜。藉此， 便可相對於6角視野光闌42的開口明確識別出相機6所檢測出之記號片。亦即，本實施態樣之基板對準記號11，係由從對準中心110以放射狀延伸的第1記號片11A至11C，與在以對準中心110為中心的多角形（例如8角形）的邊上延伸的複數個第2記號片11D至11K所構成。然後，第1記號片以及第2記號片在複數個位置交叉。亦即，第1記號片11B與2條第2記號片11E、11I交叉，第1記號片11C與2條第2記號片11F、11J交叉，第1記號片11A與2條第2記號片11D以及11K在單點交叉，另外，2條第2記號片11G以及11H在單點交叉。然後，以在該等記號片之中複數個記號片存在於任一多角視野光闌之中的方式決定6角視野光闌42以及記號片的位置。
如圖13所示的，當第1記號片11A至11C交叉的對準中心110通過6角視野光闌42的開口而可被檢測出時，便能夠以該對準中心110為指標，進行基板1以及遮罩2的對準。然而，當如圖15至圖17所示的，相對於微透鏡陣列3，基板對準記號11的相對位置從圖13所示之狀態偏離時，由於基板對準記號11的對準中心110位於2維配置的微透鏡之間的無法透光的區域，對準中心110便無法通過6角視野光闌42的開口被檢測出。
在本發明中，基板對準記號11設置成例如各記號片之間的交叉部可通過6角視野光闌42的開口被檢測出的形狀，藉由該記號片11A至11K的交叉點，檢測出基板對準記號11的對準中心110。例如圖15所示的，當相對於微透鏡陣列3的基板對準記號11的相對位置自圖13所示之狀態往左右方向偏離時，第2記號片11E、11F的交叉部以及第2記號片11I、11J的交叉部通過6角視野光闌31的開口被檢測出。此時，如圖15（b）所示的，將被檢測出之交叉部的中點當作基板對準記號的對準中心110。另外，如圖16所示的，當相對於微透鏡陣列3基板對準記號11的相對位置自圖13所示之狀態往斜向偏離時，第2記號片11D、11E的交叉部以及第2記號片11H、11I的交叉部通過6角視野光闌31的開口被檢測出。此時，如圖16（b）所示的，將被檢測出的交叉部的中點當作基板對準記號的對準中心110。再者，如圖17所示的，當相對於微透鏡陣列3基板對準記號11的相對位置自圖13所示之狀態往上下方向偏離時，第2記號片11J、11K的交叉部以及第1記號片11A與第2記號片11G、11H的交叉部通過6角視野光闌31的開口被檢測出。此時，如圖17（b）所示的，以第1記號片11A與第2記號片11G、11H的交叉部為基準，將離開既定距離之處的位置當作基板對準記號的對準中心110。在該圖17所示之例中，亦可更進一步檢測出第2記號片11J、11K的交叉部，以在有必要時，用來檢測基板對準記號的對準中心110。
接著，説明上述構造之本實施態樣的對準裝置的動作。微透鏡陣列3在曝光時位於遮罩2所設之圖案區域的下方。首先，該微透鏡陣列3朝圖11的右方向移動，而在基板對準記號11與遮罩對準記號2a之間移動。接著，從相機6所內建之鹵素燈等的對準光源5射出對準光線。該對準光線，透過例如反射鏡以及分束器等的光學系，先照射到遮罩2。照射到遮罩2的對準光線被遮罩對準記號2a所反射。另一方面，透過遮罩2的對準光線，透過遮罩2下方所配置之微透鏡陣列3，照射在基板1上。
然後，基板對準記號11所反射之反射光，透過微透鏡陣列3，再度射入遮罩2，在遮罩2上形成基板對準記號11的正立等倍像。此時，在遮罩2上，由於只透過對應6角視野光闌31的開口的基板區域的反射光，故該區域的正立等倍像在遮罩2上成像。然後，各反射光射入相機6的感應器，遮罩對準記號2a以及在遮罩2上成像之基板對準記號11的正立等倍像被檢測出。如是，遮罩2上所形成之基板對準記號11的正立等倍像被相機6檢測出，雖然在基板1與遮罩2之間實際上存在5至15mm的間隔G，然而在相機6側因為該間隔G所導致之焦距差為0。
在本實施態樣中，基板對準記號11係由相對於6角視野光闌42的開口的全部的邊42a至42f朝傾斜方向延伸的複數條線狀記號片11A至11K所構成的。因此，在被相機6檢測出之際，藉由所檢測出之記號的延伸方向，便可相對於6角視野光闌42的開口將其明確識別出來。
當相機6檢測出基板對準記號11時，如圖13所示的，在第1記號片11A至11C交叉的基板對準記號11的對準中心110可通過6角視野光闌42的開口被檢測出的情況下，便可將該基板對準記號的對準中心110當作指標，進行基板1以及遮罩2的對準。例如，當相機6所檢測出之基板對準記號11的對準中心的位置自框狀的遮罩對準記號2a的中心偏離時，便利用控制裝置9移動遮罩2，使基板對準記號的對準中心110位於遮罩對準記號2a的中心，以對準基板1與遮罩2。在本實施態樣中，由於因為基板1與遮罩2之間的間隔G所導致之相機6側的焦距差為0，故可將基板1以及遮罩2的對準記號11、2a當作指標，進而以高精度進行基板1與遮罩2的對準。
然而，如圖15至圖17所示的，當相對於微透鏡陣列3基板對準記號11的相對位置自圖13所示之狀態偏離時，由於基板對準記號的對準中心110位於2維配置的微透鏡之間的無法透光的區域，故無法通過6角視野光闌42的開口檢測出對準中心110。但是，在本實施態樣中，基板對準記號11係由從對準中心110以放射狀延伸的第1記號片11A至11C以及在以對準中心110為中心的多角形（例如8角形）的邊上延伸的複數個第2記號片11D至11K所構成，以複數個記號片存在於任一多角視野光闌之中的方式決定6角視野光闌42以及記號片的位置。亦即，基板對準記號11設置成各記號片之間的交叉部可通過6角視野光闌42的開口被檢測出來的形狀，藉由該記號片11A至11K之間的交叉點，便可檢測出基板對準記號11的對準中心110。例如，如圖15所示的，藉由相機6，第2記號片11E、11F的交叉部以及第2記號片11I、11J的交叉部通過6角視野光闌42的開口被檢測出，如圖15（b）所示的，將被檢測出之交叉部的中點當作基板對準記號的對準中心110。又，如圖16所示的，第2記號片11D、11E的交叉部以及第2記號片11H、11I的交叉部通過6角視野光闌42的開口被檢測出，如圖16（b）所示的，將被檢測出之交叉部的中點當作基板對準記號的對準中心110。如圖17所示的，在第1記號片11A與第2記號片11G、11H的交叉部通過6角視野光闌42的開口被檢測出的情況下，如圖17（b）所示的，以第1記號片11A與第2記號片11G、11H的交叉部為基準，將離開既定距離之處的位置當作基板對準記號的對準中心110。藉此，以該基板對準記號的對準中心110位於框狀的遮罩對準記號2a的中心的方式，進行基板1與遮罩2的對準。
如以上所述，在本實施態樣中，即使基板對準記號11的對準中心110位於2維配置的微透鏡之間的無法透光的區域時，亦可藉由基板對準記號11的各線狀記號片11A至11K之間的交叉點，檢測出對準中心110，並藉由所檢測出之對準記號，維持較高的位置對準精度。
像本實施態樣這樣使用微透鏡陣列3，在遮罩2上形成基板對準記號11的正立等倍像，使因為基板與遮罩之間的間隔G所導致的相機側的焦距差為0，藉此，如圖18（a）所示的，即使在對準光線的光軸傾斜的情況下，對準記號11、2a之間的相對位置也不會自圖11所示之情況改變，而能夠獲得極高的對準精度。
亦即，在對準基板1以及遮罩2的相對位置時不使用微透鏡陣列3的情況下，如圖19（a）所示的，當對準光線垂直照射基板1以及遮罩2時， 如圖19（b）所示的，是能夠獲得既定的對準精度的。然而，如圖19（c）所示的，當對準光線的光軸傾斜時，反射光的光路徑改變，因為基板1與遮罩2之間的間隔G的關係，即使基板1與遮罩2之間存在既定位置關係，如圖19（d）所示的，相機6側所檢測出之對準記號1a、2a的位置仍會產生偏差。如是，即使實際上對準記號2a與對準記號1a的位置一致，遮罩2與基板1已經對準，仍會在相機6中錯誤觀察到其並未對準。換言之，亦可能發生，即使基板1與遮罩2沒有對準，仍會在相機6中觀察到對準記號1a位於對準記號2a的中心，進而錯誤觀察到基板1與遮罩2已經對準。
相對於此，在本實施態樣中，由於利用微透鏡陣列3在遮罩2上形成基板對準記號11的正立等倍像，如圖18所示的，即使對準光線的光軸傾斜，相機6所檢測出之基板以及遮罩的對準記號11以及2a的相對位置也不會產生變化，而能夠獲得極高的對準精度。
在基板1與遮罩2對準之後，微透鏡陣列3朝圖11的左方向移動，移動到遮罩2所設之圖案區域的下方，之後，射出曝光光線，開始微透鏡陣列3的掃描曝光。在本實施態樣中，如上所述，由於獲得較高的對準精度，故可維持極高之掃描曝光的曝光精度。
在本實施態樣中，係就對準光源5內建於相機6，且以與相機6所檢測出之光線的光軸同軸的方式射出對準光線的態樣進行説明，惟在本發明中，只要構成使基板1以及遮罩2其中一方的正立等倍像形成於另一方之上，並能夠以相機6將其檢測出的構造即可，對準光源5射出之光線的光軸與相機所檢測出之反射光的光軸不同軸也沒有關係。
接著，説明本實施態樣之變化實施例的基板對準記號。圖20係表示第6實施態樣之基板對準記號的變化實施例的圖式。如圖20所示的，該基板對準記號12，將第6實施態樣之第2記號片11D至11K2分割，在中央形成間隙。亦即，本實施態樣之基板對準記號12，係由從對準中心120以放射狀延伸的3條第1記號片12A至12C，以及在以對準中心120為中心的多角形的邊上延伸的複數個第2記號片12D至12W所構成。然後，第1記號片以及第2記號片在複數個位置交叉。亦即，第1記號片12B與2條第2記號片12G、12Q交叉，第1記號片12C與2條第2記號片12J、12T交叉，第1記號片12A與2條第2記號片12D以及12W在單點交叉，另外，2條第2記號片12M以及12N在單點交叉。然而，在本實施態樣中，構成基板對準記號的各記號片之間的交叉點的數量，與第6實施態樣相同。因此，藉由與第6實施態樣同樣的對準方法，可獲得同樣的效果。
接著，説明本發明第7實施態樣之基板對準記號。圖21（a）係表示本發明第7實施態樣之基板對準記號的圖式，圖21（b）係將基板對準記號與微透鏡陣列一併顯示的圖式。如圖21（a）所示的，本實施態樣之基板對準記號13，係在第6實施態樣的基板對準記號11中，靠對準中心130側設置在以該對準中心為共同中心的8角形的邊上連接配置的線狀記號片13d至13k。其他記號片13A至13C與第6實施例的記號片11A至11C相同，記號片13D至13K亦與第6實施例的記號片11D至11K相同。
如是，以對準中心130為共同的中心設置記號片13d至13k，除了在第6實施態樣的上述情況之外，更會如圖21（b）所示的，發生對準中心130側的記號片13d、13e的交叉點以及外側的記號片13D、13E的交叉點二者通過1個6角視野光闌42的開口在遮罩2上成像的情況。此時，將在各交叉點之間的延長線上隔著既定距離的位置當作基板對準記號13的對準中心130。然後，便可將該檢測出之對準中心130的位置當作指標，進行基板1以及遮罩2的對準。
在本實施態樣中，亦可獲得與第6實施態樣同樣的效果。另外，在本實施態樣中，基板對準記號亦可與第6實施態樣同樣地改變形態。例如，在第7實施態樣之基板對準記號13中，亦可將以包圍對準中心130的方式設置的記號片13D至13K、13d至13k作 2分割，而在中央形成間隙，形成如圖22所示的基板對準記號14。
另外，如圖21（b）所示的，該對準記號13，係由線對稱的多角形形狀的圖形所構成，包含以與構成多角視野光闌的開口部的任一邊都不平行的方式配置的多角形形狀部，以及由自該多角形形狀部的中心截切該多角形形狀部的至少6條放射線所構成的放射線部，該多角形形狀部以及該放射線部的整體大小，比該透鏡的大小更大，但比4個隣接透鏡的整體大小更小。藉此，如前所述的，便可區別出對準記號13的邊與多角視野光闌42的邊，再者，由於其中任一條線會存在於多角視野光闌42之中，故能夠以良好精度檢測出對準記號13的中心。
接著，説明本發明第8實施態樣之基板對準記號。圖23（a）、（b）係表示本發明第8實施態樣之基板對準記號的圖式。如圖23（a）所示的，本實施態樣之基板對準記號15，如第7實施態樣的基板對準記號13，其中，對準中心130側的記號片與外側配置之記號片的線條粗細不同。因此在本實施態樣中，較易區別對準中心130側的線狀記號與外側的記號片。其他構造以及效果與第6以及第7實施態樣相同。
另外，在本實施態樣中，基板對準記號15亦可與第6以及第7實施態樣同樣地變化形態。例如，在第8實施態樣之基板對準記號15中，亦可將以包圍對準中心的方式設置的線狀記號作2分割，在中央形成間隙，形成如圖23（b）所示的基板對準記號16。
在上述第6至第8實施態樣中，係針對在遮罩上形成基板對準記號的正立等倍像的情況進行説明，惟當在基板上形成遮罩對準記號的正立等倍像時，只要遮罩對準記號由從對準中心以放射狀延伸的第1組記號片以及在以對準中心為中心的多角形的邊上延伸的第2組記號片所構成，且以該等記號片之中的複數個記號片存在於其中任一多角視野光闌之中的方式決定6角視野光闌以及記號片的位置的話，便可獲得與第6至第8實施態樣相同的效果。
接著，説明本發明第9實施態樣之曝光裝置。圖24（a）係表示本發明第9實施態樣之基板以及遮罩的對準方法的圖式，（b）係表示遮罩對準記號的圖式。如圖24（a）所示的，在本實施態樣中，對準光源5以及相機6配置在基板1的下方，從基板的下方照射對準用光線。另外，基板對準記號1b形成框狀，遮罩對準記號2B，如圖24（b）所示的，設置成與第6實施態樣之基板對準記號11相同的形狀。在本實施態樣中，作為曝光對象的基板1由例如PI（聚亞醯胺）以及ITO（銦錫氧化物）等的透光性材料所構成，對準用光線透過基板1照射到遮罩2。亦即，在本實施態樣中，當基板1由透光性材料所構成時，對準光的照射方向與基板1以及遮罩2的各對準記號1b、2B的形狀與第6實施態樣不同，其他構造與第6實施態樣相同。像本實施態樣這樣，對準光線從基板下方照射的態樣，亦可利用與第6實施態樣同樣的對準方法，實現高精度之對準。
接著，説明本發明第10實施態樣。圖28係表示本發明實施態樣之曝光裝置圖，圖29係表示微透鏡陣列的微透鏡的配置圖，圖30係表示微透鏡陣列的構造圖，圖31係表示開口形狀圖，圖32係表示微透鏡陣列的曝光原理圖。在基板1與形成有欲轉印至該基板1上之曝光圖案的遮罩2之間，配置微透鏡陣列3。由於該微透鏡陣列3配設於其之間，故基板1與遮罩2之間的間隔，如前所述的，為5至15mm。微透鏡陣列3，如後所述的，將遮罩2所設之圖案的正立等倍像成像於基板1上。
然後，在基板1的頂面的相對於遮罩2的對向面上配置基板對準記號32，在遮罩2的底面的相對於基板1的對向面上配置遮罩對準記號31。
另外，如圖29以及圖30所示的，微透鏡陣列3係由多數微透鏡4以2維方式配置所構成的，在各微透鏡4配置6角形的6角視野光闌42，透過該6角視野光闌42的光照射到基板1上。微透鏡陣列3，如圖30所示的，例如，由4片單位微透鏡陣列3－1、3－2、3－3、3－4堆疊所構成，各單位微透鏡陣列3－1、3－2、3－3、3－4具有在玻璃板的頂面以及底面設置微透鏡4的構造，該微透鏡4為凸透鏡。然後，在最上層的單位微透鏡陣列3－1的頂面，於微透鏡4以外的區域，設置Cr膜等的遮光膜43，並在該遮光膜43所形成之圓形開口40內配置微透鏡4，其為凸透鏡。該遮光膜43，為了防止雜散光，將照射到微透鏡4以外的區域的曝光光線反射，防止曝光光線射入微透鏡4以外的區域。
另外，在單位微透鏡陣列3－2與單位微透鏡陣列3－3之間配置6角視野光闌42，並在單位微透鏡陣列3－3與單位微透鏡陣列3－4之間配置限定數值孔徑的圓形開口光闌41。6角視野光闌42，如圖31（a）所示的，係在顯示出透鏡形狀的遮光膜43的開口40內所設置6角形開口，圓形開口光闌41，如圖31（b）所示的，係在開口40內所設置圓形的開口。然後，如圖30所示的，透過遮罩2的曝光光線，藉由4片單位微透鏡陣列，首先，在單位微透鏡陣列3－2與單位微透鏡陣列3－3之間初步形成倒立等倍像，並在單位微透鏡陣列3－3與單位微透鏡陣列3－4之間放大至最大，之後，從單位微透鏡陣列3－4射出並在基板1上形成正立等倍像。此時，由於在倒立等倍像成像的位置配置6角視野光闌42，故遮罩圖案會被調整為該6角形的形狀並轉印到基板1上。圓形光闌41將放大至最大的曝光光線的形狀調整為圓形，並限定微透鏡的NA（數值孔徑）。
在本實施態樣的曝光裝置中，基板1與遮罩2固定，微透鏡3以及光源（圖中未顯示）一體同步朝掃描方向S移動，藉此在基板1的表面的例如抗蝕劑膜上將遮罩2的圖案掃描曝光，或者微透鏡陣列3以及光源固定，基板1以及遮罩2一體同步朝掃描方向S移動，藉此將遮罩2的圖案掃描曝光於基板1的表面的抗蝕劑膜上。
此時，在基板1的表面，於瞬間，如圖32所示的對6角視野光闌42的6角形的部分照射曝光光線。如該圖32以及圖29所示的，微透鏡朝與掃描方向S垂直的方向並排配置，就朝與掃描方向S垂直的方向並排的微透鏡列而言，在掃描方向S上相隣的各微透鏡列，以在與掃描方向S垂直的方向上稍微錯開的方式配置。亦即，微透鏡的6角視野光闌42呈6角形，相對於與掃描方向S垂直的方向，由左側的三角形部分45b、中間的矩形部分45a以及右側的三角形部分45c所構成。然後，以微透鏡列的左側的三角形部分45b與在掃描方向S上相隣之微透鏡列的右側的三角形部分45c相對於掃描方向S而言重疊的方式，在掃描方向S上配置複數個微透鏡列。因此，微透鏡4就與掃描方向S垂直的方向而言係配置在1直線上，且就掃描方向S而言係配置成稍微錯開。然後，該等微透鏡列，在掃描方向S上，以3列為1組的方式配置，第4列的微透鏡列與第1列的微透鏡列配置在相同位置上。亦即，第1列與第4列的微透鏡列，其微透鏡4在與掃描方向S垂直的方向上的位置係相同的。
然後，當微透鏡陣列3以及光源與基板1以及遮罩2在掃描方向S上相對移動時，在基板1上，就與掃描方向S垂直的方向而言，首先，第1列的微透鏡列的6角視野光闌的右側三角形部分45c通過的區域，在之後第2列的微透鏡列的6角視野光闌的左側三角形部分45b也會通過，然而第3列的微透鏡列的開口部不會通過。另一方面，第1列的微透鏡列的6角視野光闌的矩形部分45a通過的區域，在之後第2列以及第3列的微透鏡列的開口部均不會通過。再者，第1列的微透鏡列的6角視野光闌的左側三角形部分45b通過的區域，在之後第2列的微透鏡列的開口部不會通過，但是第3列的微透鏡列的6角視野光闌的右側三角形部分45c會通過。如是，在掃描之際，基板1上的區域，當每3列微透鏡列通過時，6角視野光闌42的2個三角形部分45b、45c會通過，或者1個矩形部分45a會通過。由於三角形部分45b、45c的開口面積係矩形部分45a的開口面積的1／2，故微透鏡列每通過3列，就掃描方向S而言均接受到平均一致的曝光光量。由於第4列的微透鏡列，就與掃描方向S垂直的方向而言，係在與第1列的微透鏡列相同的位置上配置微透鏡，故在此之後，3列為1組，重複相同的曝光。因此，微透鏡陣列3，就掃描方向S而言，設置了3n（n為自然數）列的微透鏡列，以該3n列的微透鏡列掃描，使基板1在其掃描區域的全部範圍內都接受到平均一致之光量的均等曝光。如是，藉由使微透鏡陣列3以及光源相對於基板1以及遮罩2在掃描方向S上移動，便可使遮罩2所形成之圖案在基板1上曝光。像這樣，利用微透鏡陣列3，便可將遮罩2的遮罩圖案的正立等倍像轉印到基板1上。
在本實施態樣中，微透鏡陣列3，如圖25所示的，在曝光步驟中，係用來使遮罩2的遮罩圖案的正立等倍像成像於基板1上，同時如圖28所示的，在對準步驟中，微透鏡陣列3係用來對準基板1與遮罩2的位置。亦即，在對準步驟中，使微透鏡陣列3在基板對準記號32與遮罩對準記號31之間移動，並從遮罩2的上方，利用相機51檢測出遮罩對準記號31與基板對準記號32。
該相機51，例如，係單焦點型的同軸落射式顯微鏡，內建有對準用光源以及拍攝影像用的感應器。亦即，從相機51照射對準光線，同時使對準光線的反射光以與對準光線的光軸同軸的方式射入，並檢測出該反射光。相機51的對準光線的照射以及對準光線的反射光的檢測，係由控制部52所控制。另外，控制部52，根據遮罩對準記號31以及基板對準記號32的檢測結果，控制用來對準遮罩2與基板1的相對位置的驅動源（圖中未顯示）。對準光源以與相機51所檢測出之光線的光軸同軸的方式射出對準光線，該對準光源可使用雷射光或通過干涉濾光器的燈光。燈光源，若使用例如鹵素燈，可降低成本，是較佳的選擇。另外，對準光源亦可有別於相機51另外獨立設置。對準光源射出之光線，透過例如反射鏡以及分束器等的光學系，照射到遮罩2以及基板1。
圖33（b）係表示比較例的遮罩對準記號31的形狀。亦即，該遮罩對準記號31，係在玻璃基板34上，由例如Cr膜等可反射光線的金屬膜33形成口字型的圖案者。對準記號31的中心部係不存在金屬膜33的所謂無膜部35，曝光光線可透過。因此，在該遮罩對準記號31中，係由金屬膜33與無膜部35的界線，亦即邊3a、3b、3c、3d，限定出記號形狀。
另外，當相機51的感應器檢測出該遮罩對準記號31時，微透鏡陣列3如圖29所示的被檢測出。亦即，當相機51的對準光線照射到微透鏡陣列3時，微透鏡陣列3的最上層的遮光膜43的反射光，其光量較多，故所見為白色。然後，在遮光膜43不存在的開口40內設置微透鏡4，射入該微透鏡4之光，被6角視野光闌42調整為6角形並照射到基板1上，基板1的基板對準記號32所反射之光透過微透鏡4回到相機51，基板對準記號32被相機51的感應器所檢測出。此時，透過6角視野光闌42被基板1所反射的光其光量較多，所見為白色。另一方面，雖然透過遮光膜43的開口40，但未透過6角視野光闌42的光，被該6角視野光闌42反射，回到相機51，被相機51的感應器所檢測出。該6角視野光闌42的反射光，如圖29所示的，在相機51的感應器所見為灰色。
圖33（a）係將該遮罩對準記號31與微透鏡陣列3重疊表示之圖。遮罩對準記號31的各邊3a、3b、3c、3d，根據遮罩2與微透鏡陣列3的相對位置關係，有時會存在邊3d位於2個微透鏡列之間的情況。此時，由於相機51的對準光線被遮罩對準記號31反射時的反射光，其光量較多，在相機51的感應器所見為白色，故其與微透鏡陣列3的遮光膜43反射時的反射光同化，而無法區別。因此，如圖33（c）的在相機51的感應器中所檢測出之影像所示的，遮罩對準記號31的邊3d與遮光膜43的反射光同化，而無法檢測出其位置。
另一方面，圖34（b）係表示本發明實施態樣之遮罩對準記號31的構造。本發明實施態樣的遮罩對準記號31，與圖33同樣，係在玻璃基板34之上，以Cr膜等的遮光反射膜亦即金屬膜33形成正方形的無膜部35者。該遮罩對準記號31，在金屬膜33與無膜部35的界線，形成邊3e、3f、3g、3h，利用該邊3e、3f、3g、3h，限定出遮罩對準記號31的形狀。該等邊3e、3f、3g、3h均並非朝與微透鏡陣列3之微透鏡4的排列方向一致的方向延伸。亦即，各邊3e、3f、3g、3h均相對於微透鏡4在直線上排列的第1方向傾斜。在本實施態樣中，由於微透鏡朝與掃描方向S垂直的方向排列，而與該掃描方向S垂直的方向為第1方向，故所有的邊3e、3f、3g、3h均相對於掃描方向S傾斜。在本實施態樣中，邊3e、3f、3g、3h相對於掃描方向S以45°的角度交叉。
在本發明中，由於像這樣，遮罩對準記號31的各邊3e、3f、3g、3h相對於微透鏡的排列方向不一致，故如圖34（a）所示的，不存在位於微透鏡列之間的邊。因此，如圖34（c）所示的，在相機4的感應器中，所有的邊3e、3f、3g、3h被檢測出，作為6角視野光闌42所反射之光（灰色光）以及金屬膜33所反射之光（白色光）的界線。
接著，説明如上所述之構造的本發明實施態樣的動作。將微透鏡陣列3配置在基板1的基板對準記號32與遮罩2的遮罩對準記號31之間，從遮罩2的上方，利用落射顯微鏡亦即相機51，朝垂直下方向遮罩對準記號31以及基板對準記號32照射對準光線。像這樣，如圖34（a）所示的，相機51的感應器檢測出遮罩對準記號31的金屬膜33的反射光以及微透鏡陣列3的遮光膜43的反射光均為白色光，並檢測出6角視野光闌42所反射的反射光為灰色光，同時透過6角視野光闌42的對準光線被檢測為基板1的基板對準記號32所反射的反射光。藉由微透鏡陣列3，透過6角視野光闌42的對準光線，在基板1上成像，被基板對準記號32反射之後，再藉由微透鏡陣列3，於遮罩2上成像。
另一方面，遮罩對準記號31，如圖34（c）所示的，遮罩對準記號31的各邊3e、3f、3g、3h，在微透鏡陣列3上重疊，被相機51的感應器所檢測出。此時，由於遮罩對準記號31的各邊3e、3f、3g、3h，與微透鏡的排列方向不一致，並非位於微透鏡列之間，如圖34（c）所示的，所有的邊3e、3f、3g、3h在6角視野光闌42所反射的反射光（灰色光）之上被檢測出。
因此，相機51的感應器，可在遮罩2的底面，將遮罩對準記號31的輪廓（全部的邊3e、3f、3g、3h），於6角視野光闌42所反射的反射光之上檢測出。另外，基板對準記號32，可根據藉由微透鏡陣列3在遮罩2的底面成像的基板對準記號32的反射光被檢測出。由於任何記號均可在遮罩2的底面被檢測出，故相機51可在該焦點深度的範圍內將雙方的記號同時檢測出。
因此，在使用微透鏡陣列的曝光裝置中，即使在基板1與遮罩2的間隔較大的情況下，亦可在同一面（遮罩底面）將遮罩對準記號31與基板對準記號32同時檢測出，進而能夠以高精度對準基板1與遮罩2。
另外，由於相機51在同一面檢測出基板對準記號32與遮罩對準記號31，故即使在相機51的光軸相對於遮罩2傾斜的情況下，當基板1與遮罩2對準時，遮罩對準記號31與基板對準記號32必定在經過整合的位置被檢測出，故遮罩2與基板1的對準的檢測不會有誤。
再者，從圖33與圖34的對比可知，在本發明的情況下（圖34），在顯示出遮罩對準記號31的輪廓的邊之中，由於不存在朝微透鏡的排列方向延伸者，故可將全部的邊從反射光之中檢測出，進而能夠以高精度檢測出遮罩對準記號31。因此，可使遮罩3與基板1的對準精度更進一步提高。
本發明並非僅限於上述實施態樣，自不待言。例如，在上述實施態樣中，係從遮罩的上方對遮罩以及基板照射對準光線，並在遮罩的上方檢測出對準光線，惟該對準光線的照射以及檢測亦可從基板1的下方進行。亦即可在基板1的下方將相機51以其對準光線照射方向朝向上方的方式配置，並在基板1的頂面檢測出基板對準記號32，然後使遮罩對準記號31藉由微透鏡陣列3在基板1的頂面成像並在基板1的頂面被檢測出。此時，將基板對準記號32形成如圖34所示者即可。亦則，使基板對準記號32的輪廓的各邊，以與微透鏡陣列的排列方向不一致的方式形成有其必要。
另外，在上述實施態樣中，多角視野光闌係6角視野光闌42，微透鏡列係以每3列構成一微透鏡列組，惟本發明不限於此，可存在各種態樣。例如，藉由微透鏡限定基板上的視野的多角視野光闌，不限於6角視野光闌，亦可為設有例如菱形、平行四邊形或梯形等形狀之開口者。例如，在該梯形（4角形）的視野光闌中，亦可將視野區域分解為中央的矩形部分，以及其兩側的三角形部分。另外，構成1組微透鏡列組的微透鏡列並不限於3列，例如，當為上述梯形以及平行四邊形（長）的開口時，係每3列構成1組，然而當為菱形以及平行四邊形（縱長）時，則為每2列構成1組。再者，圖32所示之微透鏡的排列，就掃描方向S而言係3列構成1組，第4列的微透鏡列就與掃描方向S垂直的方向而言係配置在與第1列的微透鏡列相同的位置上，惟根據所設計的透鏡性能，透鏡尺寸以及視野寬度（6角視野光闌寬度）並不相同，故有時透鏡間距間隔與視野寬度的比率會改變。此時，若以透鏡間距為視野寬度之整數倍的方式進行調整，則亦會發生並未形成3列構造的情況。
另外，在上述實施態樣中，係使曝光用的微透鏡陣列3在遮罩對準記號31與基板對準記號32之間移動，進而將基板對準記號32的影像投影在遮罩上，惟亦可設置對準專用的微透鏡陣列，或設置具備曝光用途與對準用途二種功能的大型微透鏡陣列。
接著，説明本發明的第11實施態樣。圖35（a）至圖35（c），係在本發明第11實施態樣之對準裝置中，將透過多角視野光闌所檢測出之基板對準記號的影像與微透鏡陣列一併顯示之圖，以及將相機所拍攝之基板對準記號的影像重疊的狀態圖，圖36（a）係表示本發明第11實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，圖36（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。如圖36所示的，在本實施態樣中，設置對準裝置的曝光裝置，與習知的使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置相同，在基板1與遮罩2之間設置微透鏡陣列3，從曝光光源8射出之曝光光線透過遮罩2上所形成之圖案，藉由微透鏡陣列3，在基板上形成圖案的正立等倍像。然後，相對於遮罩2以及基板1，使微透鏡陣列3、曝光光源以及光學系，一體地朝與圖36之紙面垂直的方向（以下稱為掃描曝光方向）相對移動，讓曝光光線在基板1上掃描，進而將遮罩2的圖案轉印到基板1上。在該曝光裝置中，對準裝置係用來對準基板1與遮罩2的相對位置。
本實施態樣之對準裝置，在遮罩2的上方，設置了對基板1所設之基板對準記號1a與遮罩2所設之遮罩對準記號2a，從遮罩2的上方照射對準用光線的對準光源5。如圖36（a）所示的，在本實施態樣中，對準光源5，與可檢測出基板對準記號1a以及遮罩對準記號2a的相機6，一併內建於單焦點型的同軸落射式顯微鏡中。然後，對準光源5以與相機6所檢測出之光線的光軸同軸的方式射出對準光線。該對準光源5可使用雷射光或透過干涉濾光器的燈光。燈光源，若使用例如鹵素燈，可降低成本，是較佳的選擇。另外，對準光源5亦可有別於相機6另外獨立設置。對準光源5所射出之光線，透過例如反射鏡以及分束器等的光學系，照射到遮罩2以及基板1之上。
微透鏡陣列3，與圖26所示之微透鏡陣列相同，係由例如4片共8個透鏡所構成，具備4片單位微透鏡陣列3－1、3－2、3－3、3－4堆疊的構造。各單位微透鏡陣列3－1至3－4係由複數個微透鏡4以2維方式配置所構成。例如單位微透鏡陣列3－1至3－4，係由複數個微透鏡排列而成的微透鏡列，在與其排列方向正交之方向上配置複數列所構成者。然後，相隣之微透鏡列的各微透鏡之間，彼此在列方向上錯開，以例如3列的微透鏡列，構成1微透鏡列組。然後，微透鏡陣列3，以使各微透鏡列之微透鏡的排列方向成為與相對於基板1以及遮罩2的相對掃描曝光方向正交的方向的方式，配置於曝光裝置以及對準裝置。在本實施態樣中，微透鏡陣列3，在對準基板1與遮罩2的相對位置之際，會在基板對準記號1a與遮罩對準記號2a之間移動，亦即使1片微透鏡陣列3在曝光時與對準時均移動，以將曝光用的微透鏡陣列3共用於對準用途。
在曝光裝置中，設置了使例如微透鏡陣列3移動的驅動裝置（圖中未顯示），並由控制裝置所控制。然後，在曝光時，控制裝置進行控制，使微透鏡陣列3與光源8一體朝掃描曝光方向移動。另外，在對準時，於對準光線已照射之狀態下，控制裝置控制微透鏡陣列3朝掃描曝光方向移動，藉此，基板1所反射之光，對應微透鏡陣列3的6角視野光闌42的6角形開口，從相機6側被檢測出。在本實施態樣中，微透鏡陣列3的移動方向，在曝光時與對準時均為同一方向。
在遮罩2上設置例如框狀的遮罩對準記號2a，在基板1上設置例如比遮罩對準記號2a更小的矩形基板對準記號1a。然後，在對準時，當基板1與遮罩2存在既定位置關係時，如圖36（b）所示的，相機6所檢測出之基板對準記號1a位於遮罩對準記號2a的中心。
在本實施態樣中，在對準基板1與遮罩2之際，藉由微透鏡陣列3，在遮罩2上形成基板對準記號1a所反射的正立等倍像，並利用遮罩2的上方所設置之相機6，同時檢測出遮罩對準記號2a所反射之反射光以及在遮罩2上形成之基板對準記號1a的正立等倍像。
如圖36（a）所示的，相機6與控制遮罩2的位置的第2控制裝置9連接，第2控制裝置9根據相機6所檢測出的結果，在有必要對準基板1與遮罩2時，使遮罩2移動。例如，當相機6所檢測出之基板對準記號1a的位置自框狀的遮罩對準記號2a的中心偏離時，第2控制裝置9移動遮罩2，使基板對準記號1a位於遮罩對準記號2a的中心。另外，如圖36（a）的二點虛線所示的，第2控制裝置9亦可與例如可載置基板1的平台等構件連接，藉由使基板1移動，以進行基板1與遮罩2的對準。或者，第2控制裝置9亦可使基板1以及遮罩2雙方均移動，藉此進行基板1與遮罩2的對準。
在對準之際，藉由配置在遮罩對準記號2a與基板對準記號1a之間的微透鏡陣列3，基板對準記號1a所反射之反射光，透過微透鏡陣列3，在遮罩2上形成基板對準記號1a的正立等倍像。因此，雖然在基板1與遮罩2之間，實際上存在5至15mm的間隔G，然而因為該間隔G所導致之相機6側的焦距差為0。藉此，便可使相對於相機6的感應器的距離不同的基板1以及遮罩2的對準記號1a、2a在相機6同時成像，若以各對準記號為指標，調整基板1與遮罩2的位置，便能夠以高精度對準基板1與遮罩2。另外，由於使相機側的焦距差為0，如圖37（a）所示的，即使對準光線的光軸傾斜，各對準記號之間的相對位置也不會改變 [ 圖37（b）]，而能夠獲得極高的對準精度。
在微透鏡陣列3的單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置，配置如圖27所示之6角視野光闌42。因此，遮罩2上所形成之基板對準記號1a的影像，會成為對應6角視野光闌42的開口的影像。因此，會產生瞬間基板對準記號1a的端緣不在對應6角視野光闌42的開口的位置上的情況，從相機6側無法檢測出基板對準記號1a的端緣，無法特定出基板對準記號1a的中心位置，產生所檢測出之影像無法用在基板1與遮罩2的對準上的情況。
然而，在本實施態樣中，微透鏡陣列3，以複數個微透鏡在與掃描曝光方向正交的方向上排列構成微透鏡列，該微透鏡列，係沿著該掃描曝光方向配置複數列，同時在掃描曝光方向上相隣的2列微透鏡列彼此之間，係以在與掃描曝光方向正交的方向上錯開的方式配置，在對準時，係利用控制裝置控制其在掃描曝光方向上移動。然後，控制裝置，利用相機，將兩對準記號的影像，以非微透鏡陣列3的各微透鏡列的排列間距的整數倍的間隔，拍攝複數次，將所拍攝之複數個影像重疊，並將該重疊之基板對準記號1a以及遮罩對準記號2a的影像使用於對準。因此，即使在設置了多角視野光闌的情況下，也能夠確實地限定出基板對準記號的1a的端緣。亦即，如圖35（a）至圖35（c）所示的，相機6所檢測出之基板對準記號1a的影像，會有在瞬間無法檢測出其端緣的情況。例如圖35（a）所示的，對準記號1a的左側的端緣，無法被相機6檢測出。然而，控制裝置，一邊使微透鏡陣列3朝掃描曝光方向移動，一邊利用相機6，將基板對準記號1a的影像，以非微透鏡陣列3的微透鏡列的排列間距的整數倍的間隔，拍攝複數次，如圖35（a）至圖35（c）的右側的圖所示的，藉由將所拍攝之複數枚影像重疊，便可確實地檢測出基板對準記號1a的端緣，進而對準基板1與遮罩2。此時，若相機6對於對準記號1a、2a的拍攝，以微透鏡列的排列間距的整數倍的間隔進行，則基板對準記號1a的影像，藉由複數次的拍攝，會以在與掃描曝光方向正交的方向上並排的方式被檢測出。因此，當基板對準記號1a的掃描方向的端緣在第1次的拍攝無法被檢測出時，在第2次以後的拍攝中，也無法檢測出基板對準記號1a的掃描曝光方向的端緣。該相機6的拍攝次數，宜在構成微透鏡列組的微透鏡列的列數以上。
接著，説明如上述構造之本實施態樣的對準裝置的動作。微透鏡陣列3，在曝光時，位於遮罩2所設之圖案區域的下方。首先，該微透鏡陣列3，朝圖36的右方向移動，在基板對準記號1a與遮罩對準記號2a之間移動。接著，從相機6內建之鹵素燈等的對準光源5射出對準光線，同時利用控制裝置控制微透鏡陣列3朝掃描曝光方向移動。該對準光線，透過例如反射鏡以及分束器等的光學系，首先，照射到遮罩2。照射到遮罩2的對準光線，被遮罩對準記號2a反射。另一方面，透過遮罩2的對準光線，透過遮罩2的下方所配置之微透鏡陣列3，照射到基板1上。
然後，基板對準記號1a所反射之反射光，透過微透鏡陣列3，再度射入遮罩2，在遮罩2上形成基板對準記號1a的正立等倍像。然後，各反射光，射入相機6的感應器，檢測出遮罩對準記號2a以及在遮罩2上所形成之基板對準記號1a的正立等倍像。如是，在本實施態樣中，由於遮罩2上所形成之基板對準記號1a的正立等倍像被相機6檢測出，雖然在基板1與遮罩2之間實際上存在5至15mm的間隔G，然而在相機6側因為該間隔G所導致之焦距差為0。
控制裝置，利用相機6，對遮罩2上所成像之基板對準記號1a的影像，與遮罩對準記號2a一起拍攝複數次（圖35）。亦即，由於微透鏡陣列3在單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置設置6角視野光闌42，故遮罩2上所成像之基板對準記號1a的影像會成為對應6角視野光闌42的開口的影像，且會發生在瞬間無法從相機6側檢測出基板對準記號1a的端緣的情況。如圖35（a）所示的，無法檢測出基板對準記號1a的左側的端緣，無法限定出基板對準記號1a的中心位置，進而產生無法將所拍攝之對準記號1a的影像使用於基板1與遮罩2的對準的情況。然而，在本實施態樣中，藉由控制裝置，一邊使微透鏡陣列3朝掃描曝光方向移動，一邊利用相機6，以非微透鏡陣列3的各微透鏡列的排列間距的整數倍的間隔，對基板對準記號1a的影像拍攝複數次。然後，控制裝置將所拍攝之複數枚影像重疊，並將該重疊之對準記號1a、2a的影像使用於對準。藉此，便可確實地檢測出基板對準記號1a的端緣。因此，便可確實地限定出基板對準記號1a的中心位置，並使用於高精度的對準。
然後，藉由相機6所檢測出之基板以及遮罩的各對準記號1a、2a，進行基板1與遮罩2的對準。例如，當相機6所檢測出之基板對準記號1a的位置自框狀的遮罩對準記號2a的中心偏離時，利用第2控制裝置9移動遮罩2，使基板對準記號1a位於遮罩對準記號2a的中心，以進行基板1與遮罩2的對準。在本實施態樣中，由於因為基板1與遮罩2之間的間隔G所導致之相機6側的焦距差為0，故能夠將基板1以及遮罩2的對準記號1a、2a當作指標，以高精度進行基板1與遮罩2的對準。
另外，由於在遮罩2上形成基板對準記號1a的正立等倍像，如圖37（a）所示的，即使在對準光線的光軸傾斜的情況下，相機6所檢測出之基板以及遮罩的對準記號1a以及2a的相對位置，如圖37（b）所示的，也不會自對準光線垂直照射基板1以及遮罩2的圖36（b）的情況改變，也不會因為對準光線的光軸的傾斜而造成對準精度降低。
相對於此，當未以微透鏡陣列3在遮罩2上形成基板對準記號1a時，如參照圖5所作之説明，會誤測對準記號的位置。在本實施態樣之對準裝置中，對準精度較高，同時在對準時，只要讓曝光用的微透鏡陣列3在基板對準記號1a與遮罩對準記號2a之間移動，便可使因為基板1與遮罩2之間的間隔G所導致的相機6側的焦距差為0，進而獲得高對準精度，且對準光源亦只要1個即可。
在基板1與遮罩2對準後，微透鏡陣列3朝圖36的左方向移動，移動到遮罩2所設之圖案區域的下方，之後，射出曝光光線，開始以微透鏡陣列3進行掃描曝光。在本實施態樣中，如上所述，由於能夠獲得較高之對準精度，故掃描曝光亦可維持極高之曝光精度。
另外，本實施態樣之基板以及遮罩的對準記號1a、2a的形狀，只是一例而已，只要各對準記號1a、2a可被相機6檢測出，以進行基板1與遮罩2的對準即可，本發明並未受到對準記號1a、2a的形狀的限定。
另外，在本實施態樣中，係針對對準光源5係與相機6一併內建於顯微鏡且以與相機6所檢測出之光線的光軸同軸的方式射出對準光線的態樣進行説明，惟在本發明中，由於係將基板1以及遮罩2其中一方的正立等倍像形成於另一方，並藉由相機6檢測出該影像，故即使對準光源5射出之光線的光軸與相機所檢測出之反射光的光軸不同軸也無所謂。
接著，説明本發明第12實施態樣之曝光裝置用的對準裝置。圖38（a）至圖38（d），係表示在本發明第12實施態樣之對準裝置中，透過多角視野光闌所檢測出之基板對準記號的影像，以及以相機拍攝成連續動畫的基板對準記號的影像圖。本實施態樣與第11實施態樣的差異為：在對準時，相機6對遮罩2上所成像之基板對準記號1a的正立等倍像連續進行拍攝此點。另外，在圖38中，作為一例示，係表示使在掃描曝光方向上並排之微透鏡陣列3的各微透鏡列，每次以掃描曝光方向的排列間距移動的狀態。
在本實施態樣中，於對準時，控制裝置一邊使微透鏡陣列3移動，一邊利用相機6對遮罩2上所成像之基板對準記號1a的正立等倍像進行既定時間的連續拍攝，如圖38（b）至圖38（d）所示的，對應6角視野光闌42的開口而在遮罩2上成像的基板對準記號1a的影像，藉由掃描，其影像以帶狀延伸的方式被檢測出。然後，如圖32所示的，當微透鏡陣列3在掃描曝光方向上配置3列微透鏡列構成1微透鏡組時，使相機6的拍攝時間在微透鏡陣列3移動微透鏡列的排列間距的3個間距的時間以上，藉此如圖38（d）所示的，便可在相機6側檢測出整個基板對準記號1a。因此，在本實施態樣中，能夠比第11實施態樣更高的精度檢測出基板對準記號1a的中心位置。
接著，説明本發明第13實施態樣之曝光裝置用的對準裝置。圖39（a）係表示本發明第13實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，圖39（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。在第11實施態樣以及第12實施態樣中，係針對使曝光用的微透鏡陣列3在曝光時與對準時移動，而將1片微透鏡陣列共用於曝光與對準的情況進行説明，惟如圖39所示的，在本實施態樣中，微透鏡陣列3設置成涵蓋曝光光線照射之曝光位置以及對準光線照射之對準位置的大小。至於其他構造，與第11實施態樣相同。
如本實施態樣，以涵蓋曝光位置與對準位置之大小的微透鏡陣列構成1片共用的微透鏡陣列3，藉此在曝光時與對準時均無必要使微透鏡陣列3移動。另外，由於構成在曝光時以及對準時分別使微透鏡陣列3移動的構造，故例如驅動裝置亦可共用。其他功效與第11實施態樣相同。
另外，與第12實施態樣同樣，在對準時，一邊使微透鏡陣列3移動，一邊利用相機6，對遮罩2上所成像之基板對準記號1a的影像與遮罩對準記號2a的影像一起連續拍攝，以獲得與第12實施態樣同樣的效果。
接著，説明本發明第14實施態樣之曝光裝置用的對準裝置。圖40（a）係表示本發明第14實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，圖40（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖，圖41（a）、（b）係表示在圖40所示之曝光裝置中，對準光線的光路徑傾斜時之圖。如圖40所示的，在本實施態樣中，微透鏡陣列設置曝光用的（第1）微透鏡陣列3與對準用的（第2）微透鏡陣列7共2片。然後，第2微透鏡陣列7其光學特性與（第1）微透鏡陣列3相同。其他構造，與第11實施態樣相同。
在本實施態樣中，亦可在遮罩2上形成基板對準記號1a的正立等倍像，使因為基板1與遮罩2之間的5至15mm的間隔G所導致之相機6側的焦距差為0，並與第11實施態樣同樣，以高精度進行基板1與遮罩2的對準。另外，如圖41所示的，即使對準光線的光軸傾斜，各對準記號之間的相對位置也不會產生變化，而能夠獲得極高的對準精度。另外，在微透鏡陣列中，係將曝光用的微透鏡陣列3與對準用的微透鏡陣列7分別獨立設置，與第13實施態樣同樣，在曝光時與對準時，均無必要使微透鏡陣列3移動。
然後，在本實施態樣中，於對準時，控制裝置一邊使微透鏡陣列7移動，一邊利用相機6，對遮罩2上所成像之基板對準記號1a的影像，以及遮罩對準記號2a，一併以非微透鏡陣列3的各微透鏡列的排列間距的整數倍的間隔拍攝複數次，並將所拍攝之對準記號的影像重疊用以對準，藉此獲得與第11實施態樣同樣的效果。另外，一邊使微透鏡陣列7移動，一邊利用相機6對遮罩2上所成像之基板對準記號1a的影像與遮罩對準記號2a的影像一併連續拍攝，藉此獲得與第12實施態樣同樣的效果。
在本實施態樣中，係設置曝光用的微透鏡陣列3與對準用的微透鏡陣列7，藉此可使曝光時的微透鏡陣列3的掃描曝光方向與對準時的微透鏡陣列7的移動方向為不同方向。亦即，第2驅動裝置使微透鏡陣列7移動的方向，只要是與構成微透鏡列的微透鏡的排列方向正交的方向，便可獲得本發明的效果。
接著，説明本發明第15實施態樣之曝光裝置用的對準裝置。圖42（a）係表示本發明第15實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，圖42（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。如圖42所示的，在本實施態樣中，對準光源5以及相機6配置在基板1的下方，從基板的下方照射對準用光線。另外，基板對準記號1b形成框狀，遮罩對準記號2b形成矩形。在本實施態樣中，曝光對象的基板1，係由例如PI（聚亞醯胺）以及ITO（銦錫氧化物）等的透光性材料所構成，對準用光線，透過基板1，照射到遮罩2。亦即，在本實施態樣中，當基板1由透光性材料所構成時，對準光線的照射方向以及基板1和遮罩2的各對準記號1b、2b的形狀與第11實施態樣不同，其他構造與第11實施態樣相同。
在本實施態樣中，曝光用的微透鏡陣列3，亦在對準基板1與遮罩2的相對位置之際，於遮罩對準記號2b與基板對準記號1b之間移動，以1片微透鏡陣列3在曝光時與對準時移動使用。然後，在對準之際，藉由微透鏡陣列3，遮罩對準記號2b所反射之反射光，透過微透鏡陣列3，在基板1上形成遮罩對準記號2b的正立等倍像。此時，藉由在微透鏡陣列3的單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置所設置之6角視野光闌42，基板1上所成像之遮罩對準記號2b的影像變成對應6角視野光闌42的開口的影像。因此，會產生在瞬間，從相機6側無法檢測出遮罩對準記號2b的端緣，無法限定出遮罩對準記號2b的中心位置，進而無法將所拍攝之對準記號2b的影像用於基板1與遮罩2的對準的情況。然而，微透鏡陣列3，係由複數個微透鏡在與掃描曝光方向正交的方向上排列構成微透鏡列，該微透鏡列在該掃描曝光方向上配置複數列，同時在掃描曝光方向上相隣的2列微透鏡列彼此之間，以在與掃描曝光方向正交的方向上錯開的方式配置，在對準時，被控制裝置控制朝掃描曝光方向移動。因此，在本實施態樣中，控制裝置，利用相機6，對基板1上所成像之遮罩對準記號2b的影像與基板對準記號1b一併以非微透鏡陣列3的各微透鏡列的排列間距的整數倍的間隔拍攝複數次，將所拍攝之複數枚影像重疊，並將該重疊之基板對準記號1b以及遮罩對準記號2b的影像用於對準，藉此即使在設置了多角視野光闌的情況下，也能確實地限定出遮罩對準記號1b的端緣，並用於基板1與遮罩2的對準。
另外，雖然基板1與遮罩2之間存在5至15mm的間隔G，然而因為該間隔G所導致之相機6側的焦距差為0。因此，在本實施態樣中，亦與上述第11至第14實施態樣同樣，將基板1以及遮罩2的對準記號1b、2b當作指標，便可以高精度進行基板1與遮罩2的對準。例如，當相機6所檢測出之遮罩對準記號2b的位置自框狀的基板對準記號1b的中心錯開時，利用第2控制裝置9移動遮罩2，使遮罩對準記號2b位於基板對準記號1b的中心，進而對準基板1與遮罩2。另外，由於在基板1上形成遮罩對準記號2b的正立等倍像，即使對準光線的光軸傾斜，利用相機6所檢測出之基板對準記號1b以及遮罩對準記號2b的相對位置，也不會自對準光線垂直照射基板1以及遮罩2的情況產生變化，而能夠獲得極高的對準精度。
另外，在本實施態樣中，於對準時，控制裝置亦一邊使微透鏡陣列3移動，一邊利用相機6對基板1上所成像之遮罩對準記號2b的影像與基板對準記號1b的影像一併連續拍攝，進而獲得與第12實施態樣同樣的效果。
另外，由於將微透鏡陣列3設置成涵蓋曝光光線照射之曝光位置與對準光線照射之對準位置的大小，故與第13實施態樣同樣，在曝光時與對準時均無須使微透鏡陣列3移動。
接著，説明本發明第16實施態樣之曝光裝置用的對準裝置。圖43（a）係表示本發明第16實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，圖43（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。如圖43所示的，在本實施態樣中，與第14實施態樣同樣，微透鏡陣列設置成曝光用的微透鏡陣列3與對準用的微透鏡陣列7共2片。然後，對準用的微透鏡陣列7其光學特性與曝光用的微透鏡陣列3相同。藉此，在本實施態樣中，可獲得與第14實施態樣同樣的效果。
另外，在本實施態樣中，亦與第14實施態樣同樣，可使曝光時的微透鏡陣列3的掃描曝光方向與對準時的微透鏡陣列7的移動方向（第1方向）為不同方向。亦即，只要控制裝置所控制之微透鏡陣列7的移動方向，係與構成微透鏡列的微透鏡的排列方向正交的方向，便可獲得本發明的效果。 [産業上的可利用性]
根據本發明，由於可防止基板與遮罩已經對準，但在相機中被錯誤觀察為並未對準，或者基板與遮罩並未對準，但在相機中被錯誤觀察為已經對準等情況，故可利用相機所檢測出之基板對準記號與遮罩對準記號，以高精度進行基板與遮罩的對準。
1‧‧‧基板
2‧‧‧遮罩
3‧‧‧（第1）微透鏡陣列
3－1、3－2、3－3、3－4‧‧‧單位微透鏡陣列
3a、3b、3c、3d‧‧‧邊
3e、3f、3g、3h‧‧‧邊
4‧‧‧微透鏡
5‧‧‧對準光源
7‧‧‧第2微透鏡陣列
1a、1b‧‧‧基板對準記號
2a、2b、2B‧‧‧遮罩對準記號
6、110‧‧‧相機
111‧‧‧分束器
112‧‧‧鏡子
113‧‧‧鏡子
114‧‧‧分束器
115‧‧‧透鏡
116‧‧‧透鏡
117‧‧‧分束器
118‧‧‧透鏡
119‧‧‧透鏡
120‧‧‧光源
121‧‧‧透鏡
122‧‧‧反射鏡
123‧‧‧透鏡
11‧‧‧基板對準記號
11A～11K‧‧‧記號片
12‧‧‧基板對準記號
12A～12W‧‧‧記號片
13‧‧‧基板對準記號
13A～13K‧‧‧記號片
13d～13k‧‧‧記號片
14‧‧‧基板對準記號
14A～14C‧‧‧記號片
14d～14w‧‧‧記號片
15‧‧‧基板對準記號
16‧‧‧基板對準記號
20‧‧‧相機
21‧‧‧濾光片
22‧‧‧透鏡
23、25、30‧‧‧透鏡
24、28‧‧‧分束器
26‧‧‧第2光源
27‧‧‧第1光源
29‧‧‧反射鏡
31‧‧‧ 6角視野光闌
32‧‧‧基板對準記號
33‧‧‧金屬膜
34‧‧‧玻璃基板
35‧‧‧無膜部
51‧‧‧相機
52‧‧‧控制部
8‧‧‧曝光光源
9‧‧‧控制裝置
40‧‧‧開口
41‧‧‧開口光闌
42‧‧‧ 6角視野光闌
42a～42f‧‧‧邊
43‧‧‧遮光膜
45a‧‧‧中間的矩形部分
45b‧‧‧左側的三角形部分
45c‧‧‧右側的三角形部分
110‧‧‧對準中心
111‧‧‧基板對準記號
111A、111B‧‧‧記號片
120‧‧‧對準中心
130‧‧‧對準中心
140‧‧‧對準中心
G‧‧‧間隔
S‧‧‧掃描方向
圖1（a）係表示本發明第1實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。 圖2（a）、（b）係表示在圖1所示之曝光裝置中，對準光線的光路徑傾斜時之圖。 圖3係表示本發明比較例的曝光裝置用的對準裝置圖。 圖4係表示在本發明比較例之對準裝置中，對準光線的光路徑之圖。 圖5（a）至（d）係表示在第1實施態樣之對準裝置中，未設置第2微透鏡陣列7的情況的圖式。 圖6（a）係表示本發明第2實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。 圖7（a）係表示本發明第3實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，（b）係所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。 圖8（a）、（b）係表示在圖7所示之曝光裝置中，對準光線的光路徑傾斜時之圖。 圖9（a）係表示本發明第4實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，（b）係表示所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。 圖10（a）係表示本發明第5實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，（b）係所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。 圖11（a）係表示本發明第6實施態樣之基板以及遮罩的對準方法的圖式，（b）係表示將遮罩上所成像之基板對準記號與微透鏡陣列一併顯示的圖式。 圖12係表示本發明第6實施態樣之基板對準記號圖。 圖13（a）係表示將基板對準記號與微透鏡陣列一併顯示之圖，（b）係其放大圖。 圖14係表示6角視野光闌的邊與具有平行線狀分量的基板對準記號的圖式。 圖15（a）係表示將基板對準記號與微透鏡陣列一併顯示之圖，（b）係其放大圖。 圖16（a）係將基板對準記號與微透鏡陣列一併顯示之圖，（b）係其放大圖。 圖17（a）係將基板對準記號與微透鏡陣列一併顯示之圖，（b）係其放大圖。 圖18（a）、（b）係表示在圖11所示之曝光裝置中，對準光線的光路徑傾斜時之圖。 圖19（a）至（d）係表示本發明比較例之曝光裝置的對準裝置圖。 圖20係表示第6實施態樣之基板對準記號的變化實施例的圖式。 圖21（a）係表示本發明第7實施態樣之基板對準記號圖，（b）係表示將基板對準記號與微透鏡陣列一併顯示之圖。 圖22係表示第7實施態樣之基板對準記號的變化實施例的圖式。 圖23（a）、（b）係表示本發明第8實施態樣之基板對準記號圖。 圖24（a）係表示本發明第9實施態樣之基板以及遮罩的對準方法圖，（b）係表示遮罩對準記號圖。 圖25係表示使用微透鏡陣列的曝光裝置圖。 圖26係表示單位微透鏡陣列的配置的剖面圖。 圖27係表示微透鏡的光闌形狀圖。 圖28係表示本發明第10實施態樣之曝光裝置的基板、遮罩以及微透鏡陣列的剖面圖。 圖29係表示同上圖之微透鏡陣列的各微透鏡的配置圖。 圖30係表示同上圖之微透鏡陣列的構造的示意剖面圖。 圖31（a）係表示6角視野光闌12，（b）係表示圓形光闌的示意俯視圖。 圖32係6角視野光闌的功能説明圖。 圖33係表示本發明比較例的遮罩對準記號圖，（a）係表示遮罩對準記號相對於微透鏡陣列的關係，（b）係表示1個遮罩對準記號的形狀，（c）係表示相機的感應器所檢測出的影像。 圖34係表示本發明之實施態樣的遮罩對準記號圖，（a）係表示遮罩對準記號相對於微透鏡陣列的關係，（b）係表示1個遮罩對準記號的形狀，（c）係表示相機的感應器所檢測出之影像。 圖35（a）至（c）係表示在本發明第11實施態樣之對準裝置中，將透過多角視野光闌所檢測出之基板對準記號的影像與微透鏡陣列一併顯示之圖，以及將相機所拍攝之基板對準記號的影像重疊的狀態圖。 圖36（a）係表示本發明第11實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，（b）係所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。 圖37（a）、（b）係表示在圖36所示之曝光裝置中，對準光線的光路徑傾斜時之圖。 圖38（a）至（d）係表示在本發明第12實施態樣之對準裝置中，透過多角視野光闌所檢測出之基板對準記號的影像，以及相機以連續動畫方式拍攝之基板對準記號的影像。 圖39（a）係表示本發明第13實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，（b）係所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。 圖40（a）係表示本發明第14實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，（b）係所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。 圖41（a）、（b）係表示在圖40所示之曝光裝置中，對準光線的光路徑傾斜時之圖。 圖42（a）係表示本發明第15實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，（b）係所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。 圖43（a）係表示本發明第16實施態樣之曝光裝置用的對準裝置圖，（b）係所檢測出之對準記號的相對位置關係圖。 圖44係表示使用微透鏡陣列的曝光裝置圖。 圖45係表示設置光路徑差以吸收基板與遮罩之間的間隔的對準裝置圖。
1‧‧‧基板
2‧‧‧遮罩
1a‧‧‧基板對準記號
2a‧‧‧遮罩對準記號
3‧‧‧(第1)微透鏡陣列
5‧‧‧對準光源
6‧‧‧相機
8‧‧‧曝光光源
9‧‧‧控制裝置

Claims (12)

  1. 一種對準記號，其係在使用微透鏡陣列，將該微透鏡陣列配置在作為曝光對象的基板與設有欲在該基板上曝光之圖案的遮罩之間，使該遮罩與該基板的相對位置對準時使用的對準記號，其特徵為包含： 複數片的單位微透鏡陣列，其由複數個微透鏡以2維方式配置所構成，且彼此堆疊； 多角視野光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置，且具有多角形的開口； 開口光闌，其配置於該單位微透鏡陣列之間的曝光光線的最大放大部的至少一部分，具有圓形的開口，且限定各微透鏡的數值孔徑；以及 遮光膜，其遮蔽該微透鏡陣列的頂面的該微透鏡以外的部分； 該對準記號形成於該基板或該遮罩之上，且相對於該微透鏡在直線上排列的第1方向，構成記號的全部的邊係傾斜的。
  2. 如申請專利範圍第1項之對準記號，其中， 該微透鏡陣列的微透鏡以在與曝光裝置的掃描方向垂直的方向上排成1列的方式配置，該第1方向係與該掃描方向垂直的方向，構成記號的全部的邊，相對於與該掃描方向垂直的方向傾斜。
  3. 如申請專利範圍第2項之對準記號，其中， 構成該記號的全部的邊，相對於與該掃描方向垂直的方向呈45°的角度。
  4. 一種曝光裝置用的對準裝置，該曝光裝置將遮罩所形成之曝光圖案轉印到基板上，該對準裝置的特徵為包含： 對準光源，其用於獨立的對準光線的射出或兼用於曝光光線的射出； 微透鏡陣列，其配置在該遮罩與該基板之間，使該基板所設之基板對準記號所反射之對準光線的反射光在該遮罩上形成正立等倍像； 相機，當對該基板對準記號以及該遮罩所設之遮罩對準記號從該遮罩側同時照射對準光線時，其從該遮罩側檢測出該遮罩對準記號所反射之反射光以及在該遮罩上所成像之該基板對準記號的正立等倍像；以及 控制裝置，其調節該遮罩及／或該基板的位置，使該相機所檢測出之該基板對準記號與該遮罩對準記號對齊一致； 該微透鏡陣列包含： 複數片的單位微透鏡陣列，其由複數個微透鏡以2維方式配置所構成，且彼此堆疊； 多角視野光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置，且具有多角形的開口； 開口光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的曝光光線的最大放大部的至少一部分，具有圓形的開口，且限定各微透鏡的數值孔徑；以及 遮光膜，其遮蔽該微透鏡陣列的頂面的該微透鏡以外的部分； 該遮罩對準記號或該基板對準記號，相對於該微透鏡在直線上排列的第1方向，構成記號的全部的邊係傾斜的。
  5. 一種曝光裝置用的對準裝置，該曝光裝置將遮罩所形成之曝光圖案轉印到基板上，該對準裝置的特徵為包含： 對準光源，其用於獨立的對準光線的射出或兼用於曝光光線的射出； 微透鏡陣列，其配置在該遮罩與該基板之間，使該遮罩所設之遮罩對準記號所反射之對準光線的反射光在該基板上形成正立等倍像； 相機，當對該遮罩對準記號以及該基板所設之基板對準記號從該基板側同時照射對準光線時，其從該基板側檢測出該基板對準記號所反射之反射光以及在該基板上所成像之該遮罩對準記號的正立等倍像；以及 控制裝置，其調節該遮罩及／或該基板的位置，使該相機所檢測出之該基板對準記號與該遮罩對準記號對齊一致； 該微透鏡陣列包含： 複數片的單位微透鏡陣列，其由複數個微透鏡以2維方式配置所構成，且彼此堆疊； 多角視野光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置，具有多角形的開口； 開口光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的曝光光線的最大放大部的至少一部分，具有圓形的開口，且限定各微透鏡的數值孔徑；以及 遮光膜，其遮蔽該微透鏡陣列的頂面的該微透鏡以外的部分； 該遮罩對準記號或該基板對準記號，相對於該微透鏡在直線上排列的第1方向，構成記號的全部的邊係傾斜的。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之曝光裝置用的對準裝置，其中， 該微透鏡陣列的微透鏡以在與曝光裝置的掃描方向垂直的方向上排成1列的方式配置，該第1方向係與該掃描方向垂直的方向，構成記號的全部的邊，相對於與該掃描方向垂直的方向傾斜。
  7. 如申請專利範圍第6項之曝光裝置用的對準裝置，其中， 構成該記號的全部的邊，相對於與該掃描方向垂直的方向呈45°的角度。
  8. 一種曝光裝置用的對準裝置，其設置於使用藉由掃描曝光將遮罩的圖案轉印到基板上的微透鏡陣列的掃描曝光裝置，使該遮罩與該基板的相對位置對準，其特徵為包含： 對準光源，其對該基板所設之基板對準記號與該遮罩所設之遮罩對準記號照射對準用光線； 微透鏡陣列，其隔設於該基板與該遮罩之間，使該基板對準記號或該遮罩對準記號分別在該遮罩或該基板上形成正立等倍像； 相機，其將該基板對準記號以及該遮罩對準記號拍攝成其中一方為反射光的影像而另一方為正立等倍像；以及 控制裝置，其根據該相機所拍攝之該基板對準記號與該遮罩對準記號，調節該遮罩及／或該基板的位置； 該微透鏡陣列包含： 複數片的單位微透鏡陣列，其由複數個微透鏡以2維方式配置所構成，且彼此堆疊； 多角視野光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置，具有多角形的開口；以及 開口光闌，其限制該單位微透鏡陣列之間的數值孔徑； 該複數個微透鏡在與掃描曝光方向正交的方向上排列而構成微透鏡列，該微透鏡列在該掃描曝光方向上配置複數列，同時在該掃描曝光方向上隣接的2列微透鏡列彼此之間以在與該掃描曝光方向正交的方向上錯開的方式配置； 該控制裝置，使該微透鏡陣列相對於該基板以及該遮罩在該掃描曝光方向上移動，同時利用該相機以非該微透鏡列的排列間距的整數倍的間隔對該基板對準記號的影像以及該遮罩對準記號的影像進行複數次的拍攝，將所拍攝之複數個影像重疊，並將該重疊之基板對準記號的影像以及遮罩對準記號的影像使用於對準。
  9. 一種曝光裝置用的對準裝置，其設置於使用藉由掃描曝光將遮罩的圖案轉印到基板上的微透鏡陣列的掃描曝光裝置，使該遮罩與該基板的相對位置對準，其特徵為包含： 對準光源，其對該基板所設之基板對準記號與該遮罩所設之遮罩對準記號照射對準用光線； 微透鏡陣列，其隔設於該基板與該遮罩之間，使該基板對準記號或該遮罩對準記號分別在該遮罩或該基板上形成正立等倍像； 相機，其將該基板對準記號以及該遮罩對準記號拍攝成其中一方為反射光的影像而另一方為正立等倍像；以及 控制裝置，其根據該相機所拍攝之該基板對準記號與該遮罩對準記號，調節該遮罩及／或該基板的位置； 該微透鏡陣列包含： 複數片的單位微透鏡陣列，其由複數個微透鏡以2維方式配置所構成，且彼此堆疊； 多角視野光闌，其配置在該單位微透鏡陣列之間的反轉成像位置，且具有多角形的開口；以及 開口光闌，其限制該單位微透鏡陣列之間的數值孔徑； 該複數個微透鏡在與掃描曝光方向正交的方向上排列而構成微透鏡列，該微透鏡列在該掃描曝光方向上配置複數列，同時在該掃描曝光方向上隣接的2列微透鏡列彼此之間以在與該掃描曝光方向正交的方向上錯開的方式配置； 該控制裝置，使該微透鏡陣列相對於該基板以及該遮罩在掃描曝光方向上移動，同時利用該相機將該基板對準記號的影像以及該遮罩對準記號的影像拍攝成連續動畫，並將連續拍攝之基板對準記號的影像以及遮罩對準記號的影像使用於對準。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之曝光裝置用的對準裝置，其中， 該基板對準記號以及該遮罩對準記號的其中一方形成框狀，另一方形成在對準時位於該框之中心的矩形形狀。
  11. 如申請專利範圍第8或9項之曝光裝置用的對準裝置，其中， 該對準光源以與該相機所檢測出之光線的光軸同軸的方式射出對準光線。
  12. 如申請專利範圍第8或9項之曝光裝置用的對準裝置，其中， 將該微透鏡陣列兼作曝光用的微透鏡陣列使用。
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