WO2010087352A1 - アライメント方法、露光方法、電子デバイスの製造方法、アライメント装置及び露光装置 - Google Patents

アライメント方法、露光方法、電子デバイスの製造方法、アライメント装置及び露光装置 Download PDF

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    • G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection

Definitions

  • the present invention relates to an alignment technique for aligning a belt-shaped substrate and a pattern member provided with a pattern to be exposed on the substrate, and an exposure technique using the alignment technique.
  • a glass substrate or a resin substrate used for a flat panel display (FPD) such as LCD, PDP, or organic electroluminescence tends to increase in size in response to a demand for an increase in screen size.
  • An exposure apparatus that exposes a circuit pattern of a mask onto a glass substrate or a resin substrate is increased in size in accordance with the increase in size of the glass substrate or the resin substrate.
  • Patent Document 2 discloses an exposure apparatus that exposes a large glass substrate. This exposure apparatus discloses a technique for obtaining a baseline amount which is a relative position between a mask and an off-axis type alignment detection system using a reference member. After measuring the baseline amount, the alignment detection system detects an alignment mark formed on the glass substrate.
  • the projection exposure apparatus disclosed in Patent Document 1 does not disclose an alignment camera or the like for observing the position of the belt-like substrate during the transfer of the belt-like substrate wound in a roll shape. If the technique related to the baseline measurement and the alignment mark detection disclosed in Patent Document 2 is applied to Patent Document 1, a belt-like substrate is continuously present in the transfer direction, so that the reference member is detected. In this case, detection must be performed through a belt-like substrate. However, if mark detection is performed via a strip-shaped substrate, it is affected by substrate distortion or thickness non-uniformity, and there is a problem that mark detection cannot be performed with high accuracy.
  • aspects of the present invention provide an alignment method, an alignment apparatus, an exposure method, an exposure apparatus, and a device manufacture that can perform high-precision alignment between a belt-shaped substrate and a pattern member provided with a pattern exposed on the substrate. It aims to provide a method.
  • the alignment device in an alignment method for aligning a belt-shaped substrate and a pattern member provided with a pattern exposed on the substrate, the alignment device is provided on a stage device that holds and moves the substrate. Detecting the first information related to the relative position between the reference member and the pattern member through a through hole provided in the substrate, detecting the second information related to the position of the alignment mark provided on the substrate, A step of detecting third information on the relative position between the detector for detecting the position of the alignment mark and the reference member through the through hole; and a step of driving the stage device based on the first, second and third information. are provided.
  • the alignment between the substrate and the pattern member is performed using the alignment method of the first aspect of the present invention.
  • an exposure method comprising a step of performing exposure and a step of irradiating the substrate, which has been aligned with the pattern member, with exposure light through the pattern.
  • a step of transferring a pattern to a substrate coated with a photosensitive agent, and a photosensitive agent on the substrate to which the pattern is transferred is provided.
  • a device manufacturing method comprising: a step of developing to form a transfer pan layer having an uneven shape corresponding to a pattern; and a step of processing a substrate through the transfer pattern layer.
  • a stage device that holds and moves the belt-shaped substrate.
  • a reference member disposed on the stage device, a first detector for detecting first information regarding a relative position between the reference member and the pattern member through a through-hole provided in the substrate, and an alignment provided on the substrate
  • a second detector for detecting second information relating to the position of the mark
  • a third detector for detecting third information relating to the relative position of the second detector and the reference member via the through hole
  • a driving mechanism for driving the stage device based on the third information
  • the alignment apparatus in the exposure apparatus that exposes the pattern provided on the pattern member onto the belt-shaped substrate, the alignment apparatus according to the fourth aspect of the present invention that aligns the substrate and the pattern member.
  • An exposure apparatus is provided that includes an irradiation apparatus that irradiates exposure light through a pattern onto a substrate that has been aligned with respect to the pattern member.
  • alignment between the belt-shaped substrate and the pattern member provided with the pattern exposed on the substrate can be performed with high accuracy.
  • (A) is a schematic plan view which shows the exposure apparatus EX of this embodiment.
  • (B) is a schematic side view of the exposure apparatus EX. It is the conceptual side view which expanded the range shown by B of FIG.1 (b). It is the conceptual diagram which showed another Example of the substrate stage FBS which supports the strip
  • (A) is a schematic plan view which shows the substrate stage FBS of this embodiment.
  • (B) is a schematic side view of the exposure apparatus EX. It is the conceptual diagram which showed the state which detects the through-hole TH by rough alignment camera RA.
  • (A) is the plane conceptual diagram
  • (b) is the schematic side view seen from the X-axis direction.
  • (C) has shown the state which detects alignment mark AM (B) of the rear side by alignment camera AC. It is the conceptual side view which showed main operation
  • (D) shows a state in which the projection image by the projection optical system PL has reached one end of the exposure area EA.
  • (E) shows a state in which the exposure area EA has been exposed and the substrate stage FBS has been lowered. It is a flowchart from the detection of through-hole TH by rough alignment camera RA to the end of exposure. It is the conceptual side view which showed main operation
  • (A) has shown the state which alignment camera AC2 detects the board
  • (B) has shown the state which alignment camera AC1 detects the board
  • (C) shows a state in which the AIS image sensor 99 detects the mask side AIS mark 91 and the substrate side AIS mark 93 through the through hole TH. It is the conceptual side view which showed main operation
  • (D) shows a state in which the projection image by the projection optical system PL has reached one end of the exposure area EA.
  • (E) shows a state in which the exposure area EA has been exposed and the substrate stage FBS has been lowered.
  • FIG. 1A is a schematic plan view showing the exposure apparatus EX of the present embodiment, and a portion below the belt-like substrate FB is drawn to help understanding.
  • FIG. 1B is a schematic side view of the exposure apparatus EX.
  • the exposure apparatus EX includes a supply roller FR that supplies a strip-shaped substrate FB and a take-up roller WR that winds the strip-shaped substrate FB.
  • the supply roller FR and the take-up roller WR can transfer the belt-like substrate FB in the direction of the arrow.
  • the belt-like substrate FB is a thin resin film that can be wound into a roll.
  • the band-shaped substrate FB is a substrate that is sufficiently thin with respect to its area and has flexibility.
  • the strip-shaped substrate FB has a length of 100 meters in the X-axis direction, a width of 1 mail in the Y-axis direction, and a thickness of 100 microns, for example.
  • the band-shaped substrate FB is made of polyethylene resin, polypropylene resin, polyester resin, ethylene vinyl copolymer resin, polyvinyl chloride resin, cellulose resin, polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, vinyl acetate resin. Can be used.
  • the exposure apparatus EX includes a mask stage MST that supports a mask M on which a pattern is formed, and a substrate stage FBS that supports a strip-shaped substrate FB.
  • the mask M is a member in which a circuit pattern or the like is drawn on quartz glass.
  • the exposure apparatus EX includes a plurality of laser interferometers LM that detect positions of the mask stage MST that supports the mask M in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the X-axis direction and Y of the substrate stage FBS that supports the strip-shaped substrate FB. And a plurality of laser interferometers MM for detecting positions in the axial direction.
  • Mask stage MST can move a long stroke in the X-axis direction and can move a short stroke in the Y-axis direction by a linear motor (not shown).
  • the substrate stage FBS can move a long stroke in the X-axis direction and can move a short stroke in the Y-axis direction.
  • FIG. 1B only one laser interferometer LMx and one laser interferometer MMx for detecting the position in the X-axis direction are drawn.
  • the exposure apparatus EX has a projection optical system PL that projects an image of the pattern of the mask M illuminated with the exposure light EL by an illumination optical system (not shown) onto a strip-shaped substrate FB supported by the substrate stage FBS.
  • the projection image PI of the pattern of the mask M is shown in a trapezoidal shape
  • the exposure apparatus EX is arranged in three rows arranged in two rows in the X-axis direction and alternately arranged in the Y-axis direction. It has an optical system PL.
  • FIG. 1B shows one projection optical system PL.
  • the mask M supported by the mask stage MST and the belt-like substrate FB supported by the substrate stage FBS are arranged in a conjugate positional relationship via the projection optical system PL.
  • the exposure apparatus EX is provided with a punch 10 for forming a predetermined through hole TH in a strip-shaped substrate FB.
  • the punch 10 is disposed on the supply roller FR side.
  • the punch 10 may be one that presses a mold to form the through hole TH in the belt-like substrate FB, or may be one that forms the through hole TH in the belt-like substrate FB with a laser beam or the like.
  • the punch 10 of this embodiment opens, for example, four through holes TH in the Y-axis direction.
  • the diameter of the through hole TH may be larger than the diameter of the substrate side AIS mark 93 described later.
  • the through hole TH is already opened when the strip-shaped substrate FB is attached to the supply roller FR, it is not necessary to provide the punch 10.
  • the four through holes TH opened by the punch 10 are formed at positions at both ends of the projection optical system PL in the Y-axis direction and positions at which the trapezoidal projection images PI of the adjacent projection optical systems PL overlap each other.
  • the exposure apparatus EX has four alignment cameras AC that detect alignment marks AM provided on the strip-shaped substrate FB adjacent to the projection optical system PL.
  • two rough alignment cameras RA that detect the through holes TH provided in the belt-like substrate FB adjacent to the alignment camera AC are provided.
  • a plurality of alignment marks AM are already formed around the exposure area EA, which is the irradiation area of the exposure light EL, on the belt-like substrate FB.
  • a total of 16 alignment marks AM are formed for each periphery of one exposure area EA.
  • the alignment mark is shown as “+”, but it may be a box mark “ ⁇ ”, for example.
  • the alignment camera AC in the present embodiment is an off-axis method, and when performing the alignment process, a baseline amount that is a relative position between the mask M and the alignment camera AC is measured.
  • FIG. 1B only one alignment camera AC and one rough alignment camera RA are illustrated.
  • a mask side AIS mark 91 for baseline measurement is provided on the mask M, and a reference member having a substrate side AIS mark 93 for baseline measurement on the substrate stage FBS. 95 is provided.
  • the mask side AIS mark 91 is provided in a predetermined positional relationship with respect to a specific position (for example, the center position) of the mask M.
  • the mask side AIS mark 91 and the substrate side AIS mark 93 correspond to each other, and for example, four are provided side by side in the Y-axis direction.
  • the exposure apparatus EX is a scanning exposure apparatus that performs scanning exposure by synchronously moving the mask M and the strip-shaped substrate FB with respect to the exposure light EL.
  • a projection optical system is used.
  • the optical axis direction of PL is the Z-axis direction
  • the direction perpendicular to the Z-axis direction is the synchronous movement direction of the mask M
  • the strip-shaped substrate FB is the X-axis direction (scanning direction)
  • the Z-axis direction and the X-axis direction (scanning direction).
  • the direction orthogonal to the Y-axis direction non-scanning direction).
  • FIG. 2 is a conceptual side view in which the range indicated by B in FIG. ⁇ Configuration of substrate stage>
  • the substrate stage FBS that supports the belt-like substrate FB has a vacuum suction hole 21, and holds the belt-like substrate FB through the vacuum suction hole 21.
  • the vacuum suction hole 21 is connected to a vacuum pump (not shown).
  • the substrate stage FBS can move a long stroke in the X-axis direction and a short stroke for alignment in the Y-axis direction orthogonal to the scanning direction so as to perform one-dimensional scanning exposure in the X-axis direction.
  • a substrate stage moving unit 28 is provided below the stage FBS for moving in the ⁇ Z direction (rotation direction) centered in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
  • the substrate stage moving unit 28 is controlled by a control device (not shown).
  • a state in which the substrate stage FBS is largely moved in the X-axis direction is indicated by a dotted line.
  • a 3-point or 4-point height adjustment section 26 is placed on the upper part of the substrate stage moving section 28.
  • the height adjusting unit 26 has a stroke of about 10 mm in the Z-axis direction.
  • the strip-shaped substrate FB and the substrate stage FBS are moved to several mm until only the strip-shaped substrate FB is transferred and the next exposure area EA moves onto the substrate stage FBS. It is preferable to leave a gap. Therefore, the height adjusting unit 26 has a stroke for forming a gap between the belt-like substrate FB and the substrate stage FBS.
  • the height adjustment unit 26 aligns the substrate stage FBS in the optical axis direction (Z-axis direction) in order to match the image plane of the projection optical system PL and the surface of the strip-shaped substrate FB adsorbed to the substrate stage FBS. Move. Also, by moving one or two of the three or four height adjustment units 26, the ⁇ X direction (rotation direction) centered on the X axis direction and the ⁇ Y direction centered on the Y axis direction It is also possible to move the substrate stage FBS in the (rotating direction). Further, instead of adjusting the height of the substrate stage FBS in the Z-axis direction, the height of the substrate FB may be adjusted in the Z-axis direction. In this case, for example, a mechanism for moving the supply roller FR and the take-up roller WR in the Z-axis direction may be provided.
  • a reference member 95 is attached to the same surface as the surface of the substrate stage FBS.
  • a lens system 97 that collects light that has passed through the reference member 95
  • an AIS image sensor 99 that receives the light passing through the lens system 97 are embedded.
  • the AIS image sensor 99 is a two-dimensional image element such as a MOS or a CCD.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing another embodiment of the substrate stage FBS that supports the belt-like substrate FB.
  • FIG. 3A is a schematic plan view showing the substrate stage FBS of the present embodiment, and a portion below the belt-like substrate FB is drawn to help understanding.
  • FIG. 3B is a schematic side view of the exposure apparatus EX.
  • the substrate stage FBS that supports the belt-like substrate FB includes the vacuum suction holes 21, but the vacuum suction holes 21 are not necessarily provided.
  • a pair of crimping fixing portions 30 may be provided so as to sandwich the exposure area EA in the X-axis direction.
  • the crimping fixing portion 30 includes two pairs of piston portions 33 and a pair of crimping plates 35.
  • the two pairs of piston portions 33 are disposed in the vicinity of the four corners of the substrate stage FBS, and the pressure plate 35 extending in the Y-axis direction is disposed on the pair of piston portions 33.
  • the pair of pressure-bonding plates 35 are arranged so that at least the exposure area EA and the through hole TH are interposed therebetween.
  • the pair of pressure-bonding plates 35 pressure-bond the strip-shaped substrate FB to the surface of the substrate stage FBS. Since the strip-shaped substrate FB is long, extra tension may be applied to the strip-shaped substrate FB. There is also a possibility that the supply roller FR and the take-up roller WR may not be synchronized with the movement of the substrate stage FBS. Even in these cases, since the band-shaped substrate FB is pressed against the substrate stage FBS by the pressure plate 35 in the Z-axis direction, there is no possibility that the position of the band-shaped substrate FB is shifted. In addition to the vacuum suction hole 21 provided in the substrate stage FBS, a crimp fixing part 30 may be provided. With such a configuration, the positional deviation of the belt-like substrate FB is further reduced.
  • the alignment camera AC detects an alignment mark AM provided on the belt-like substrate FB.
  • Four alignment cameras AC are provided side by side in the Y-axis direction so as to face the band-shaped substrate FB between the alternately arranged projection optical systems PL.
  • the alignment camera AC includes an alignment light source 81 that emits alignment detection light, a relay lens 82 that extends the detection light emitted from the alignment light source 81, a half mirror 83 provided on the downstream side of the optical path of the relay lens 82, Have The alignment camera AC has an objective lens 84 that irradiates the detection light that has passed through the half mirror 83 onto the belt-like substrate FB.
  • the alignment camera AC includes a beam splitter 85 that branches reflected light from the belt-like substrate FB, a high-magnification lens 86 having a high magnification, and a high-magnification imaging device ACC, and a narrow region in the through hole TH. Can be measured with high accuracy.
  • the high-magnification imaging device ACC is a two-dimensional image device such as a MOS or a CCD. That is, the alignment camera AC irradiates the alignment mark AM on the belt-like substrate FB via the half mirror 83 and the objective lens 84 by irradiating the detection light, and reflects the reflected light from the alignment mark AM to the half mirror 83 and the beam splitter. The image is captured by the high-magnification imaging device ACC through the lens 85 and the high-magnification lens 86.
  • the rough alignment camera RA detects the positions of the four through holes TH provided in the belt-like substrate FB.
  • the rough alignment camera RA is provided for the alignment camera AC to detect the substrate-side AIS mark 93 through the through hole TH.
  • two or four rough alignment cameras RA are provided in the Y-axis direction so as to face the band-shaped substrate FB between the alternately arranged projection optical systems PL.
  • the rough alignment camera RA shares the light source of the alignment camera AC, the configuration from the alignment light source 81 to the objective lens 84 is the same as that of the alignment camera AC.
  • the rough alignment camera RA includes a reflection mirror 87 that reflects the reflected light from the band-shaped substrate FB, a low-magnification lens 88 having a low magnification, and a low-magnification imaging device RCC, and has a wide band-shaped substrate FB. The area can be measured.
  • the low-magnification imaging device RCC is also a two-dimensional image device such as a MOS or a CCD.
  • the rough alignment camera RA irradiates the through-hole TH on the belt-like substrate FB and the periphery thereof through the half mirror 83 and the objective lens 84 by irradiation with detection light. Then, the reflected light from the periphery of the through hole TH is imaged by the low magnification imaging element RCC via the half mirror 83, the low magnification lens 88, and the like.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing a state in which the through hole TH is detected by the rough alignment camera RA.
  • 4A is a conceptual plan view thereof
  • FIG. 4B is a schematic side view seen from the X-axis direction.
  • two rough alignment cameras RA are arranged side by side in the Y-axis direction so as to detect the two through holes TH on both ends of the belt-like substrate FB. Since the four through holes TH are formed at substantially the same position in the X-axis direction, it is not necessary to prepare four rough alignment cameras RA for the four through holes TH, and only one may be prepared.
  • the belt-like substrate FB and the substrate stage FBS are separated by a predetermined distance in the Z-axis direction by the supply roller FR and the take-up roller WR (see FIG. 1).
  • the substrate FB is transferred in the X-axis direction.
  • the supply roller FR and the take-up roller WR stop the transfer of the belt-like substrate FB at a position where the through hole TH formed by the punch 10 is directly below the rough alignment camera RA.
  • FIG. 4 (a) shows a state in which the through hole TH has come directly below the rough alignment camera RA.
  • the rough alignment camera RA emits detection light.
  • the rough alignment camera RA captures the reflected light from the periphery of the through hole TH with the low magnification imaging element RCC via the objective lens 84 and the low magnification lens 88.
  • the rough alignment camera RA obtains the coordinate value of the through hole TH from the edge information between the through hole TH and its periphery based on the image captured by the low magnification image pickup device RCC.
  • the center position of the through hole TH may be obtained by image processing or may be obtained by a pattern matching method with stored template information.
  • a control device (not shown) obtains a correction parameter using the obtained coordinate value of the through hole TH. Then, the control device gives correction parameters to the supply roller FR and the take-up roller WR (see FIG. 1) so that the center of the through hole TH matches the position of the substrate side AIS mark 93 of the reference member 95.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing a state in which the substrate side AIS mark 93 is detected by the alignment camera AC.
  • FIG. 5A is a conceptual plan view thereof
  • FIG. 5B is a schematic side view seen from the X-axis direction.
  • the coordinate value of the through hole TH is obtained by the rough alignment camera RA, and correction parameters are given from the control device to the supply roller FR and the take-up roller WR. For this reason, the strip-shaped substrate FB is transferred in the X-axis direction to a position where the through hole TH matches the position of the substrate-side AIS mark 93. It is possible to prevent a situation in which there is no through hole TH on the substrate side AIS mark 93 and the alignment camera AC cannot detect the substrate side AIS mark 93. Then, as shown in FIG. 5B, the belt-like substrate FB is vacuum-sucked to the substrate stage FBS.
  • FIG. 5 (a) shows a state in which the through hole TH has come directly under the alignment camera AC.
  • the alignment camera AC emits detection light.
  • the alignment camera AC images the reflected light from the substrate-side AIS mark 93 with the high-magnification imaging device ACC via the objective lens 84, the high-magnification lens 86, and the like.
  • the alignment camera AC obtains the coordinate value of the substrate-side AIS mark 93 based on the image captured by the high-magnification image sensor ACC.
  • the center position of the substrate side AIS mark 93 may be obtained by image processing or by a pattern matching method with stored template information.
  • the position of the substrate stage FBS provided with the substrate-side AIS mark 93 is measured by a laser interferometer MM (see FIG. 1).
  • the control device (not shown) obtains the position of the substrate side AIS mark 93 based on the position of the alignment camera AC using the obtained coordinate value of the substrate side AIS mark 93 and the measured value of the laser interferometer MM.
  • FIG. 6 is a flowchart from the detection of the through hole TH by the rough alignment camera RA to the end of exposure.
  • 7 and 8 are conceptual side views showing main operations from the detection of the through hole TH to the end of exposure.
  • step S111 the strip-shaped substrate FB is transferred in the X-axis direction by the supply roller FR and the take-up roller WR (see FIG. 1) while the strip-shaped substrate FB and the substrate stage FBS are separated from each other in the Z-axis direction. .
  • the through-hole TH of the belt-like substrate FB that has been transferred temporarily stops below the rough alignment camera RA. Then, the rough alignment camera RA detects the through hole TH of the belt-like substrate FB.
  • step S112 based on the detection result of the through hole TH of the rough alignment camera RA, the supply roller FR and the take-up roller WR transfer the belt-like substrate FB.
  • the substrate stage FBS provided with the reference member 95 is disposed at the initial position.
  • the through hole TH is positioned above the substrate side AIS mark 93 of the reference member 95.
  • step S113 the substrate stage FBS stopped at a predetermined position is raised by the height adjustment unit 26, and the belt-like substrate FB and the substrate stage FBS come into contact with each other. Then, the vacuum suction hole 21 of the substrate stage FBS sucks the strip-shaped substrate FB.
  • steps S114 to S117 the positional relationship between the mask side AIS mark 91 provided on the mask M as the pattern member and the substrate side AIS mark 93 of the substrate stage FBS, that is, the relative position between the mask M and the alignment camera AC. Measure baseline amount.
  • step S114 the substrate stage FBS that has adsorbed the belt-like substrate FB moves the substrate-side AIS mark 93 to just below the alignment camera AC.
  • the supply roller FR and the take-up roller WR rotate in accordance with the movement of the substrate stage FBS.
  • the alignment camera AC detects the substrate-side AIS mark 93 through the through hole TH.
  • the positions of the substrate stage FBS in the X-axis direction and the Y-axis direction are measured by the laser interferometer MM. Thereby, information regarding the relative position between the alignment camera AC and the substrate-side AIS mark 93 can be obtained.
  • FIG. 7A shows a state where the alignment camera AC detects the substrate side AIS mark 93 through the through hole TH.
  • step S115 the substrate stage FBS that has adsorbed the belt-like substrate FB is moved so that the substrate-side AIS mark 93 is located just below the projection optical system PL.
  • the supply roller FR and the take-up roller WR rotate in accordance with the movement of the substrate stage FBS.
  • the AIS image sensor 99 detects the mask side AIS mark 91 of the mask M and the substrate side AIS mark 93 on the substrate stage FBS by a so-called through-the-lens (TTL) method. More specifically, the illumination light that has passed through the mask side AIS mark 91 passes through the projection optical system PL and passes through the through hole TH to illuminate the substrate side AIS mark 93.
  • TTL through-the-lens
  • the AIS image sensor 99 captures an image of the mask side AIS mark 91 and an image of the substrate side AIS mark 93 through the lens system 97. At this time, the positions of the mask stage MST and the substrate stage FBS in the X-axis direction and the Y-axis direction are measured by the laser interferometer LM and the laser interferometer MM. Thereby, information on the relative position between the mask M, which is a pattern member, and the substrate-side AIS mark 93 can be obtained.
  • FIG. 7B shows a state in which the AIS image sensor 99 detects the mask side AIS mark 91 and the substrate side AIS mark 93 through the through hole TH.
  • step S117 with respect to the four alignment cameras AC, the relative positional relationship between the position of the mask M and the position of the alignment camera AC, that is, the baseline amount can be calculated based on the detection results of steps S114 and S116.
  • the measurement of the baseline amount from step S114 to step S117 may be performed every time the exposure process is started, or is performed every predetermined number of lots or when replacing the belt-like substrate FB wound in a roll. You may do it.
  • step S118 the four alignment cameras AC described above detect the alignment mark AM (F).
  • a plurality of alignment marks AM AM (F), AM (B), AM (S)
  • AM (F) are formed around the exposure area EA.
  • the alignment mark AM (F) on the head side of the exposure area EA to be exposed next is detected.
  • FIG. 7B shows a state in which the alignment mark AM (F) on the head side is detected by the alignment camera AC.
  • the alignment camera AC can detect the alignment mark AM in a state where the AIS image sensor 99 detects the substrate-side AIS mark 93 through the through hole TH.
  • step S119 the substrate stage FBS that has adsorbed the belt-like substrate FB is moved so that the four alignment cameras AC are at the position of the rear alignment mark AM (B) shown in FIG. At this time, the supply roller FR and the take-up roller WR rotate in accordance with the movement of the substrate stage FBS.
  • step S120 the four alignment cameras AC detect the rear alignment mark AM (B).
  • a plurality of alignment marks AM are formed around the exposure area EA.
  • the alignment mark AM (B) on the tail side of the exposure area EA to be exposed next is detected.
  • FIG. 7C shows a state in which the alignment mark AM (B) on the rear side is detected by the alignment camera AC.
  • the alignment mark AM (S) on the side of the exposure area EA may be detected by the two alignment cameras AC from step S118 to step S120. By detecting all the alignment marks AM (AM (F), AM (B), AM (S)), it is calculated how the exposure area EA of the strip-shaped substrate FB is expanded and contracted.
  • step S121 the projection image of the pattern of the mask M by the projection optical system PL is exposed based on the measurement result of the baseline amount obtained in step S117 and the detection result of the alignment mark AM obtained in steps S118 and S120.
  • the substrate stage FBS is moved so as to come to one end of the area EA.
  • the substrate stage FBS moves not only in the X-axis direction but also in the Y-axis direction and the ⁇ Z direction.
  • the supply roller FR and the take-up roller WR rotate in accordance with the movement of the substrate stage FBS.
  • FIG. 8D shows a state in which the projection image by the projection optical system PL has reached one end of the exposure area EA.
  • step S122 the mask M and the substrate stage FBS scan synchronously, and exposure is performed by irradiating the exposure light EL.
  • the supply roller FR and the take-up roller WR also rotate in synchronization with the movement of the substrate stage FBS.
  • step S123 after the exposure of the exposure area EA is completed, the vacuum suction of the strip-shaped substrate FB is released. Then, the substrate stage FBS is lowered by the height adjusting unit 26.
  • FIG. 8E shows a state where the exposure area EA has been exposed and the substrate stage FBS has been lowered.
  • step S124 the supply roller FR and the take-up roller WR move the band-shaped substrate FB so that the through hole TH of the band-shaped substrate FB is transferred to the lower side of the rough alignment camera RA. Further, the substrate stage FBS moves to the initial position.
  • the alignment camera AC detected the leading alignment mark AM (F), the lateral alignment mark AM (S), the trailing alignment mark AM (B), and the like. However, the alignment camera AC detects only the leading alignment mark AM (F), detects only the leading alignment mark AM (F) and the lateral alignment mark AM (S), and the exposure area EA. The operation may be appropriately changed according to the overlay accuracy.
  • Second Example> shows an example in which the rough alignment cameras RA are arranged in one row in the X-axis direction and the alignment cameras AC are arranged in two rows in the X-axis direction.
  • Alignment camera AC1 and alignment camera AC2 arranged in two rows in the X-axis direction shown in FIG. 10 or FIG. 11 respectively detect leading alignment mark AM (F) and trailing alignment mark AM (B).
  • the alignment camera AC1 and the alignment camera AC2 have the same configuration, and are separated from the leading alignment mark AM (F) to the trailing alignment mark AM (B) in the X-axis direction.
  • FIG. 9 is a flowchart from the detection of the through hole TH by the rough alignment camera RA to the end of exposure.
  • 10 and 11 are conceptual side views illustrating main operations from detection of the through hole TH to the end of exposure.
  • step S311 the strip-shaped substrate FB is transferred in the X-axis direction by the supply roller FR and the take-up roller WR (see FIG. 1) while the strip-shaped substrate FB and the substrate stage FBS are separated from each other in the Z-axis direction. .
  • the through-hole TH of the belt-like substrate FB that has been transferred temporarily stops below the rough alignment camera RA. Then, the rough alignment camera RA detects the through hole TH of the belt-like substrate FB.
  • step S312 based on the detection result of the through hole TH of the rough alignment camera RA, the supply roller FR and the take-up roller WR transfer the belt-like substrate FB.
  • the substrate stage FBS provided with the reference member 95 is disposed at the initial position.
  • the through hole TH is positioned above the substrate side AIS mark 93 of the reference member 95.
  • step S313 the substrate stage FBS stopped at a predetermined position is raised by the height adjusting unit 26, and the belt-like substrate FB and the substrate stage FBS come into contact with each other. Then, the vacuum suction hole 21 of the substrate stage FBS sucks the strip-shaped substrate FB.
  • steps S314 to S319 the relative positional relationship between the position of the mask M and the positions of the alignment camera AC1 and alignment camera AC2, that is, the baseline amount that is the relative position between the mask M and the alignment camera AC1 and alignment camera AC2 is measured.
  • step S314 the substrate stage FBS that has adsorbed the belt-like substrate FB moves the substrate-side AIS mark 93 to a position directly below the alignment camera AC2.
  • the alignment camera AC2 detects the substrate-side AIS mark 93 through the through hole TH.
  • the positions of the substrate stage FBS in the X-axis direction and the Y-axis direction are measured by the laser interferometer MM. Thereby, information regarding the relative position between the alignment camera AC and the substrate-side AIS mark 93 can be obtained.
  • FIG. 10A shows a state in which the alignment camera AC2 detects the substrate side AIS mark 93 through the through hole TH.
  • step S315 the substrate stage FBS that has adsorbed the band-shaped substrate FB is moved so that the substrate-side AIS mark 93 is located just below the alignment camera AC1.
  • step S316 the substrate stage FBS that has adsorbed the band-shaped substrate FB moves the substrate-side AIS mark 93 to a position directly below the alignment camera AC1.
  • the alignment camera AC1 detects the substrate-side AIS mark 93 through the through hole TH.
  • FIG. 10B shows a state in which the alignment camera AC1 detects the substrate side AIS mark 93 through the through hole TH.
  • step S317 the substrate stage FBS that has adsorbed the belt-like substrate FB is moved so that the substrate-side AIS mark 93 is located just below the projection optical system PL.
  • step S318 the mask-side AIS mark 91 of the mask M and the substrate-side AIS mark 93 on the substrate stage FBS are detected by the AIS image sensor 99 by a so-called through-the-lens (TTL) method. Based on the detection result, the relative position between the mask M and the substrate stage FBS is obtained. At this time, the positions of the mask stage MST and the substrate stage FBS in the X-axis direction and the Y-axis direction are measured by the laser interferometer LM and the laser interferometer MM.
  • TTL through-the-lens
  • FIG. 10C shows a state in which the AIS image sensor 99 detects the mask side AIS mark 91 and the substrate side AIS mark 93 through the through hole TH.
  • step S319 for the alignment cameras AC1 and AC2, the relative positional relationship between the position of the mask M and the positions of the alignment cameras AC1 and AC2, that is, the baseline amount, can be calculated based on the detection results in steps S314 and S318. .
  • the measurement of the baseline amount from step S314 to S319 may be performed every time the exposure process is started, or at the time of replacement of a predetermined number of lots or a belt-like substrate FB wound in a roll. You may do it.
  • step S320 the alignment camera AC1 and the alignment camera AC2 described above simultaneously detect the leading alignment mark AM (F) and the trailing alignment mark AM (B) formed on the belt-like substrate FB.
  • FIG. 10C shows a state in which the alignment mark AM (F) on the head side is detected by the alignment camera AC1, and the alignment mark AM (B) on the rear side is detected by the alignment camera AC2.
  • the alignment cameras AC1 and AC2 detect the alignment marks AM (F) and AM (B) in a state where the AIS image sensor 99 detects the substrate-side AIS mark 93 through the through hole TH. it can.
  • the alignment mark AM (S) on the side of the exposure area EA may also be detected by the alignment camera AC1 or AC2 through step S320. By detecting all the alignment marks AM (AM (F), AM (B), AM (S)), it is calculated how the exposure area EA of the strip-shaped substrate FB is expanded and contracted.
  • step S321 based on the measurement result of the baseline amount obtained in step S319 and the detection results of the alignment marks AM (F) and AM (B) obtained in step S320, the mask M is projected by the projection optical system PL.
  • the substrate stage FBS is moved so that the projected image of the pattern comes to one end of the exposure area EA. At this time, the substrate stage FBS moves not only in the X-axis direction but also in the Y-axis direction and the ⁇ Z direction.
  • FIG. 11D shows a state in which the projection image by the projection optical system PL has reached one end of the exposure area EA.
  • step S322 the mask M and the substrate stage FBS scan synchronously, and exposure is performed by irradiating the exposure light EL.
  • the supply roller FR and the take-up roller WR also rotate in synchronization with the movement of the substrate stage FBS.
  • step S323 after the exposure of the exposure area EA is completed, the vacuum suction of the belt-like substrate FB is released. Then, the substrate stage FBS is lowered by the height adjusting unit 26.
  • FIG. 11E shows a state where the exposure area EA has been exposed and the substrate stage FBS has been lowered.
  • step S324 the supply roller FR and the take-up roller WR move the band-shaped substrate FB so that the through hole TH of the band-shaped substrate FB is transferred to the lower side of the rough alignment camera RA. Further, the substrate stage FBS moves to the initial position.
  • the mask M drawn on the quartz glass is used as the pattern member.
  • a DMD Direct Micro Mirror Device
  • the alignment method of this embodiment can be applied.
  • Substrate FBS ... Substrate stage FR ... Supply roller LM, LMx ... Laser interferometer M ... Mask MST ... Mask stage MM, MMx ... Laser interferometer PI ... Projection image PL ... Projection Optical system RA ... rough alignment turtle La RCC... Image sensor TH for low magnification... Through hole WR... Winding roller

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Abstract

【課題】　帯状の基板と、この基板に露光されるパターンが設けられたパターン部材との位置合わせを高精度に行うことができるアライメント方法を提供する。 【解決手段】　帯状の基板（ＦＢ）と、該基板（ＦＢ）に露光されるパターンが設けられたパターン部材との位置合わせを行うアライメント方法である。このアライメント方法は、基板（ＦＢ）を保持して移動するステージ装置に設けられた基準部材（９５）とパターン部材との相対位置に関する第１情報を基板（ＦＢ）に設けられた貫通孔（ＴＨ）を介して検出する工程と、基板（ＦＢ）に設けられたアライメントマーク（ＡＭ）の位置に関する第２情報を検出する工程と、アライメントマーク（ＡＭ）の位置を検出する検出器と基準部材（９５）との相対位置に関する第３情報を貫通孔（ＴＨ）を介して検出する工程と、第１、第２及び第３情報に基づいてステージ装置を駆動する工程と、を備える。

Description

アライメント方法、露光方法、電子デバイスの製造方法、アライメント装置及び露光装置
　本発明は、帯状の基板と、該基板に露光されるパターンが設けられたパターン部材との位置合わせを行うアライメント技術、そのアライメント技術を使った露光技術に関する。
　ＬＣＤ、ＰＤＰ又は有機エレクトロルミネッセンスといったフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に用いられるガラス基板又は樹脂基板は、画面の大型化の要望に応じてサイズが大型化する傾向にある。マスクの回路パターンをガラス基板又は樹脂基板に露光する露光装置は、ガラス基板又は樹脂基板の大型化に応じて大型化している。
　また露光装置の中には、ＦＰＤなどの量産と大型化に対応するために、ロール状に巻かれた帯状の基板を移送させて露光する装置も出現している。例えば特許文献１で開示される投影露光装置は、帯状の基板を真空及び真空解除を交互に行うとともにステージが移送方向に移動することで、帯状の基板を間欠的に移送している。一旦ステージの移動方向とマスクの投影パターンの方向とを一致させると、投影露光装置はステージを高精度に順次動かして帯状の基板を露光領域に移送し、マスクのパターンを帯状の基板に順次投影露光させている。
　また、特許文献２は大型のガラス基板を露光する露光装置を開示する。この露光装置は基準部材を使ってマスクとオフアクシス方式のアライメント検出系との相対位置であるベースライン量を求める技術を開示している。ベースライン量の計測後、アライメント検出系はガラス基板に形成されたアライメントマークを検出している。
特開２００７－１１４３８５号公報 特開２００３－３４７１８５号公報
　しかし、特許文献１に開示される投影露光装置は、ロール状に巻かれた帯状の基板の移送中に、帯状の基板の位置を観察するアライメントカメラなどについて開示していない。仮に、特許文献２に開示されているベースライン計測及びアライメントマークの検出に関する技術を特許文献１に適用した場合には、移送方向に帯状の基板が連続して存在するため、基準部材を検出するには帯状の基板を介して検出を行わなければならない。しかしながら、帯状の基板を介してマーク検出を行うと、基板の歪み又は厚さの不均一性等の影響を受けることとなり、高精度にマーク検出を行うことができないという問題がある。
　本発明の態様は、帯状の基板と、この基板に露光されるパターンが設けられたパターン部材との位置合わせを高精度に行うことができるアライメント方法、アライメント装置、露光方法、露光装置及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様によれば、帯状の基板と、該基板に露光されるパターンが設けられたパターン部材との位置合わせを行うアライメント方法において、基板を保持して移動するステージ装置に設けられた基準部材とパターン部材との相対位置に関する第１情報を基板に設けられた貫通孔を介して検出する工程と、基板に設けられたアライメントマークの位置に関する第２情報を検出する工程と、アライメントマークの位置を検出する検出器と基準部材との相対位置に関する第３情報を貫通孔を介して検出する工程と、第１、第２及び第３情報に基づいてステージ装置を駆動する工程と、を備えるアライメント方法が提供される。
　本発明の第２の態様によれば、パターン部材に設けられたパターンを帯状の基板に露光する露光方法において、本発明の第１の態様のアライメント方法を用いて基板とパターン部材との位置合せを行う工程と、パターン部材に対して位置合わせが行われた基板に、パターンを介して露光光を照射する工程と、を備える露光方法が提供される。
　本発明の第３の態様によれば、本発明の第２の態様の露光方法を用いて、感光剤が塗布された基板にパターンを転写する工程と、パターンが転写された基板の感光剤を現像してパターンに対応する凹凸形状を有した転写パーン層を形成する工程と、転写パターン層を介して基板を加工する工程と、を備えるデバイス製造方法が提供される。
　本発明の第４の態様によれば、帯状の基板と、該基板に露光されるパターンが設けられたパターン部材との位置合わせを行うアライメント装置において、帯状の基板を保持して移動するステージ装置と、ステージ装置に配置された基準部材と、基板に設けられた貫通孔を介して基準部材とパターン部材との相対位置に関する第１情報を検出する第１検出器と、基板に設けられたアライメントマークの位置に関する第２情報を検出する第２検出器と、貫通孔を介して第２検出器と基準部材との相対位置に関する第３情報を検出する第３検出器と、第１、第２及び第３情報に基づいて、ステージ装置を駆動する駆動機構と、
を備えるアライメント装置が提供される。
　本発明の第５の態様によれば、パターン部材に設けられたパターンを帯状の基板に露光する露光装置において、基板とパターン部材との位置合せを行う本発明の第４の態様のアライメント装置と、パターン部材に対して位置合わせが行われた基板に、パターンを介して露光光を照射する照射装置と、を備える露光装置が提供される。
　本発明の態様によれば、帯状の基板と、この基板に露光されるパターンが設けられたパターン部材との位置合わせを高精度に行うことができる。
（ａ）は本実施形態の露光装置ＥＸを示す概略平面図である。（ｂ）は露光装置ＥＸの概略側面図である。 図１（ｂ）のＢで示された範囲を拡大した概念側面図である。 帯状の基板ＦＢを支持する基板ステージＦＢＳの別の実施例を示した概念図である。（ａ）は本実施形態の基板ステージＦＢＳを示す概略平面図である。（ｂ）は露光装置ＥＸの概略側面図である。 ラフアライメントカメラＲＡによる貫通孔ＴＨを検出する状態を示した概念図である。（ａ）はその平面概念図であり、（ｂ）はＸ軸方向から見た概略側面図である。 アライメントカメラＡＣによる基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態を示した概念図である。（ａ）はその平面概念図であり、（ｂ）はＸ軸方向から見た概略側面図である。 ラフアライメントカメラＲＡによる貫通孔ＴＨの検出から露光終了までのフローチャートである。 貫通孔ＴＨの検出から露光終了までの主要な動作を示した概念側面図である。（ａ）はアライメントカメラＡＣが貫通孔ＴＨを通して基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態を示している。（ｂ）はアライメントカメラＡＣにより先頭側のアライメントマークＡＭ（Ｆ）を検出する状態を示している。（ｃ）はアライメントカメラＡＣにより後尾側のアライメントマークＡＭ（Ｂ）を検出する状態を示している。 貫通孔ＴＨの検出から露光終了までの主要な動作を示した概念側面図である。（ｄ）は投影光学系ＰＬによる投影像が露光領域ＥＡの一端に来た状態を示している。（ｅ）は露光領域ＥＡが露光終了し基板ステージＦＢＳが下降した状態を示している。 ラフアライメントカメラＲＡによる貫通孔ＴＨの検出から露光終了までのフローチャートである。 貫通孔ＴＨの検出から露光終了までの主要な動作を示した概念側面図である。（ａ）はアライメントカメラＡＣ２が貫通孔ＴＨを通して基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態を示している。（ｂ）はアライメントカメラＡＣ１が貫通孔ＴＨを通して基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態を示している。（ｃ）はＡＩＳ撮像素子９９が貫通孔ＴＨを通してマスク側ＡＩＳマーク９１及び基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態を示している。 貫通孔ＴＨの検出から露光終了までの主要な動作を示した概念側面図である。（ｄ）は投影光学系ＰＬによる投影像が露光領域ＥＡの一端に来た状態を示している。（ｅ）は露光領域ＥＡが露光終了し基板ステージＦＢＳが下降した状態を示している。
＜露光装置の全体構成＞
　以下、本発明の実施形態の露光装置ＥＸについて図１を参照しながら説明する。図１（ａ）は本実施形態の露光装置ＥＸを示す概略平面図であり、理解を助けるため帯状の基板ＦＢより下側の部分が描かれている。図１（ｂ）は露光装置ＥＸの概略側面図である。
　露光装置ＥＸは、帯状の基板ＦＢを供給する供給ローラＦＲと帯状の基板ＦＢを巻き取る巻き取りローラＷＲとを有する。供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲは帯状の基板ＦＢを矢印方向に移送することができる。ここで帯状の基板ＦＢはロール状に巻き取ることができる薄い樹脂フィルムである。帯状の基板ＦＢはその面積に対して厚さが十分に薄い基板であり可撓性を有する。帯状の基板ＦＢは例えばＸ軸方向に１００メートルの長さであり、Ｙ軸方向に１メールルの幅であり、厚さが１００ミクロンメートルである。この帯状の基板ＦＢのマスクＭ側の片面にフォトレジストが塗布されている。帯状の基板ＦＢは、具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂を使うことができる。
　露光装置ＥＸは、パターンが形成されたマスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、帯状の基板ＦＢを支持する基板ステージＦＢＳとを備えている。マスクＭは石英ガラスに回路パターンなどが描画された部材である。露光装置ＥＸは、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置を検出する複数のレーザ干渉計ＬＭと、帯状の基板ＦＢを支持する基板ステージＦＢＳのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置を検出する複数のレーザ干渉計ＭＭとを備えている。マスクステージＭＳＴは、不図示のリニアモータなどによってＸ軸方向に長いストロークを移動可能でありY軸方向に短いストロークを移動可能である。基板ステージＦＢＳも同様にＸ軸方向に長いストロークを移動可能でありＹ軸方向に短いストローク移動可能である。なお、図１（ｂ）ではＸ軸方向の位置を検出するレーザ干渉計ＬＭｘ及びレーザ干渉計ＭＭｘを１つずつしか描いていない。
　また露光装置ＥＸは、不図示の照明光学系による露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板ステージＦＢＳに支持されている帯状の基板ＦＢに投影する投影光学系ＰＬを有している。図１（ａ）にマスクＭのパターンの投影像ＰＩが台形状に示されているように、露光装置ＥＸはＸ軸方向に２列に配置されてＹ軸方向に交互に並んだ３つの投影光学系ＰＬを有している。図１（ｂ）ではその１つの投影光学系ＰＬが示されている。マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭと基板ステージＦＢＳに支持されている帯状の基板ＦＢとは、投影光学系ＰＬを介して共役な位置関係に配置される。
　図１（ｂ）に示されているように、露光装置ＥＸは帯状の基板ＦＢに所定の貫通孔ＴＨを形成する穿孔器１０が設けられている。穿孔器１０は供給ローラＦＲ側に配置されている。穿孔器１０は型を押し当てて帯状の基板ＦＢに貫通孔ＴＨを形成するものであってもよく、レーザ光などで帯状の基板ＦＢに貫通孔ＴＨを形成するものであってもよい。本実施形態の穿孔器１０はＹ軸方向に例えば４つの貫通孔ＴＨを開ける。貫通孔ＴＨの直径は後述する基板側ＡＩＳマーク９３などよりも大きな直径であればよい。なお、供給ローラＦＲに帯状の基板ＦＢを取り付ける際にすでに貫通孔ＴＨが開けられている場合には、穿孔器１０を設ける必要はない。なお、穿孔器１０が開ける４つの貫通孔ＴＨは投影光学系ＰＬのＹ軸方向の両端の位置と、隣り合う投影光学系ＰＬの台形形状の投影像ＰＩが互いに重なる位置とに形成される。
　露光装置ＥＸは投影光学系ＰＬに隣接して帯状の基板ＦＢに設けられているアライメントマークＡＭを検出するアライメントカメラＡＣを４つ有している。またアライメントカメラＡＣに隣接して帯状の基板ＦＢに設けられている貫通孔ＴＨを検出する２つのラフアライメントカメラＲＡを有している。アライメントマークＡＭは、帯状の基板ＦＢにおいて露光光ＥＬの照射領域である露光領域ＥＡの周辺にすでに複数形成されている。本実施形態において、１つの露光領域ＥＡの周辺ごとに全部で１６個のアライメントマークＡＭが形成されている。なお、図ではアライメントマークは「＋」として示されているが、例えばボックスマーク「□」でもよい。
　本実施形態におけるアライメントカメラＡＣはオフアクシス方式であり、アライメント処理を行うに際し、マスクＭとアライメントカメラＡＣとの相対位置であるベースライン量が計測される。なお、図１（ｂ）ではアライメントカメラＡＣ及びラフアライメントカメラＲＡを１つずつしか描いていない。
　図１（ｂ）に示されるように、マスクＭにはベースライン計測用のマスク側ＡＩＳマーク９１が設けられており、基板ステージＦＢＳにはベースライン計測用の基板側ＡＩＳマーク９３を有する基準部材９５が設けられている。また、マスク側ＡＩＳマーク９１は、マスクＭの特定位置（例えば中心位置）に対して所定の位置関係で設けられている。図１（ａ）に示されるように、マスク側ＡＩＳマーク９１と基板側ＡＩＳマーク９３とは対応しており、それぞれＹ軸方向に例えば４つ並んで設けられている。
　ここで、本実施形態に係る露光装置ＥＸは、露光光ＥＬに対してマスクＭと帯状の基板ＦＢとを同期移動して走査露光する走査型露光装置であり、以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な方向でマスクＭ及び帯状の基板ＦＢの同期移動方向をＸ軸方向（走査方向）、Ｚ軸方向及びＸ軸方向（走査方向）と直交する方向をＹ軸方向（非走査方向）とする。
　図２は、図１（ｂ）のＢで示された範囲を拡大した概念側面図である。
＜基板ステージの構成＞
　帯状の基板ＦＢを支持する基板ステージＦＢＳは真空吸着孔２１を有しており、真空吸着孔２１を介して帯状の基板ＦＢを保持する。真空吸着孔２１は不図示の真空ポンプなどに接続されている。基板ステージＦＢＳは、Ｘ軸方向の一次元の走査露光を行うべくＸ軸方向に長いストロークと、走査方向と直交するＹ軸方向に位置合わせするための短いストロークとを移動できるように、この基板ステージＦＢＳの下側にＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の中心としたθＺ方向（回転方向）に移動させる基板ステージ移動部２８を備えている。基板ステージ移動部２８は不図示の制御装置により制御される。基板ステージＦＢＳがＸ軸方向に大きく移動した状態を点線で示している。
　基板ステージ移動部２８の上部には、３点又は４点の高さ調整部２６が載置されている。高さ調整部２６はＺ軸方向に約１０ｍｍのストロークを有している。例えば露光装置ＥＸが露光領域ＥＡを走査露光した後、帯状の基板ＦＢのみが移送され次の露光領域ＥＡが基板ステージＦＢＳの上に移動するまで、帯状の基板ＦＢと基板ステージＦＢＳとを数ｍｍの間隙を空けることが好ましい。そのため高さ調整部２６は帯状の基板ＦＢと基板ステージＦＢＳとの間隙を形成するためのストロークを有している。また、高さ調整部２６は、投影光学系ＰＬの結像面と基板ステージＦＢＳに吸着された帯状の基板ＦＢの表面とを一致させるため、基板ステージＦＢＳを光軸方向（Ｚ軸方向）に移動させる。また、３点又は４点の高さ調整部２６のうちの１点又は２点を移動させて、Ｘ軸方向を中心としたθＸ方向（回転方向）、及びY軸方向を中心としたθＹ方向（回転方向）に基板ステージＦＢＳを移動させることも可能となっている。また、基板ステージＦＢＳをＺ軸方向に高さ調整する替わりに基板ＦＢをＺ軸方向に高さ調整してもよい。この場合、例えば供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲをＺ軸方向に移動させる機構を備えるとよい。
　図２に示すように、基板ステージＦＢＳの表面と同一面に基準部材９５が取り付けられている。基準部材９５の下方には、基準部材９５を通過した光を集光するレンズ系９７と、レンズ系９７を介した通過光を受光するＡＩＳ撮像素子９９とが埋設されている。ＡＩＳ撮像素子９９はＭＯＳ又はＣＣＤなど二次元画像素子である。
　図３は、帯状の基板ＦＢを支持する基板ステージＦＢＳの別の実施例を示した概念図である。図３（ａ）は本実施形態の基板ステージＦＢＳを示す概略平面図であり、理解を助けるため帯状の基板ＦＢより下側の部分が描かれている。図３（ｂ）は露光装置ＥＸの概略側面図である。
　図２では帯状の基板ＦＢを支持する基板ステージＦＢＳは真空吸着孔２１を備えていたが、必ずしも真空吸着孔２１を備える必要はない。例えば図３に示されるように、露光領域ＥＡをＸ軸方向に挟むように一対の圧着固定部３０を設けても良い。圧着固定部３０は２対のピストン部３３と１対の圧着板３５とからなる。２対のピストン部３３は基板ステージＦＢＳの四隅付近に配置され、その１対のピストン部３３に１枚のＹ軸方向に伸びる圧着板３５が配置されている。一対の圧着板３５は、その間に少なくとも露光領域ＥＡ及び貫通孔ＴＨが入るように配置されている。
　図３（ｂ）に描かれた状態から２対のピストン部３３がＺ軸方向に下がると、一対の圧着板３５は帯状の基板ＦＢを基板ステージＦＢＳの表面に圧着させる。帯状の基板ＦＢが長いために、余分な張力が帯状の基板ＦＢに加わる場合がある。また、供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲが基板ステージＦＢＳの移動と同期しない場合が生じるおそれもある。これらの場合であっても、帯状の基板ＦＢがＺ軸方向に圧着板３５で基板ステージＦＢＳに押し付けられているため、帯状の基板ＦＢの位置がずれるおそれがない。
　なお、基板ステージＦＢＳに設けられた真空吸着孔２１に加えて、圧着固定部３０を設けても良い。このような構成にすれば、帯状の基板ＦＢの位置ずれがより少なくなる。
＜アライメントカメラの構成＞
　再び図２に戻り、アライメントカメラＡＣについて説明する。アライメントカメラＡＣは、帯状の基板ＦＢに設けられているアライメントマークＡＭを検出する。アライメントカメラＡＣは、交互に並んだ投影光学系ＰＬの間で帯状の基板ＦＢに対向するようにＹ軸方向に４つ並んで設けられている。
　アライメントカメラＡＣは、アライメント用検出光を射出するアライメント用光源８１と、アライメント用光源８１から射出した検出光を引き伸ばすリレーレンズ８２と、リレーレンズ８２の光路下流側に設けられたハーフミラー８３と、を有する。またアライメントカメラＡＣは、ハーフミラー８３を通過した検出光を帯状の基板ＦＢ上に照射する対物レンズ８４を有している。また、アライメントカメラＡＣは、帯状の基板ＦＢからの反射光を分岐するビームスプリッタ８５と倍率の高い高倍用レンズ８６と、高倍用撮像素子ＡＣＣとを有しており、貫通孔ＴＨ内の狭い領域を高精度で計測可能である。高倍用撮像素子ＡＣＣはＭＯＳ又はＣＣＤなど二次元画像素子である。すなわち、アライメントカメラＡＣは、検出光の照射によりハーフミラー８３及び対物レンズ８４を介して帯状の基板ＦＢ上のアライメントマークＡＭを照射し、そのアライメントマークＡＭからの反射光をハーフミラー８３、ビームスプリッタ８５及び高倍用レンズ８６を介して高倍用撮像素子ＡＣＣで撮像する。
＜ラフアライメントカメラの構成＞
　次にラフアライメントカメラＲＡについて説明する。ラフアライメントカメラＲＡは、帯状の基板ＦＢに設けられている４つの貫通孔ＴＨの位置を検出する。このラフアライメントカメラＲＡはアライメントカメラＡＣが貫通孔ＴＨを介して基板側ＡＩＳマーク９３を検出するために設けられている。ラフアライメントカメラＲＡはアライメントカメラＡＣと同じように、交互に並んだ投影光学系ＰＬの間で帯状の基板ＦＢに対向するようにＹ軸方向に２つ又は４つ並んで設けられている。
　ラフアライメントカメラＲＡは、アライメントカメラＡＣの光源を共用するため、アライメント用光源８１から対物レンズ８４までの構成はアライメントカメラＡＣと同じである。ラフアライメントカメラＲＡは、帯状の基板ＦＢからの反射光を反射する反射ミラー８７と倍率の低い低倍用レンズ８８と、低倍用撮像素子ＲＣＣとを有しており、帯状の基板ＦＢの広い領域を計測可能である。低倍用撮像素子ＲＣＣもＭＯＳ又はＣＣＤなど二次元画像素子である。すなわち、ラフアライメントカメラＲＡは、検出光の照射によりハーフミラー８３及び対物レンズ８４を介して帯状の基板ＦＢ上の貫通孔ＴＨ及びその周辺を照射する。そしてその貫通孔ＴＨの周辺からの反射光をハーフミラー８３及び低倍用レンズ８８などを介して低倍用撮像素子ＲＣＣで撮像する。
＜ラフアライメントカメラによる貫通孔の検出＞
　図４はラフアライメントカメラＲＡによる貫通孔ＴＨを検出する状態を示した概念図である。図４（ａ）はその平面概念図であり、図４（ｂ）はＸ軸方向から見た概略側面図である。
　なお、本実施形態では、ラフアライメントカメラＲＡは、帯状の基板ＦＢの両端側の２つの貫通孔ＴＨを検出するようにＹ軸方向に２つ並べて配置されている。４つの貫通孔ＴＨはほぼＸ軸方向に同じ位置に形成されているため、４つの貫通孔ＴＨに対してラフアライメントカメラＲＡを４つ用意する必要はなく、１つ用意するだけでもよい。
　図４（ｂ）に示されるように、帯状の基板ＦＢと基板ステージＦＢＳとがＺ軸方向に所定の距離だけ離れた状態で、供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲ（図１参照）によって帯状の基板ＦＢがＸ軸方向に移送されてくる。供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲは、穿孔器１０によって形成された貫通孔ＴＨがラフアライメントカメラＲＡの真下に来る位置で帯状の基板ＦＢの移送を停止する。
　図４（ａ）は貫通孔ＴＨがラフアライメントカメラＲＡの真下に来た状態を示している。この状態で、ラフアライメントカメラＲＡは検出光を照射する。そしてラフアライメントカメラＲＡは貫通孔ＴＨの周辺からの反射光を対物レンズ８４及び低倍用レンズ８８などを介して低倍用撮像素子ＲＣＣで撮像する。
　ラフアライメントカメラＲＡは低倍用撮像素子ＲＣＣで撮像された画像に基づいて、貫通孔ＴＨとその周辺とのエッジ情報から貫通孔ＴＨの座標値を求める。なお、貫通孔ＴＨの座標値を求める方法として画像処理により貫通孔ＴＨの中心位置を求めたり記憶されたテンプレート情報とのパターンマッチング法で求めたりしてもよい。不図示の制御装置は、求められた貫通孔ＴＨの座標値を用いて補正パラメータを求める。そして制御装置は、貫通孔ＴＨの中心が基準部材９５の基板側ＡＩＳマーク９３の位置に合致するように、供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲ（図１参照）に補正パラメータを与える。
＜アライメントカメラによる基板側ＡＩＳマークの検出＞
　図５はアライメントカメラＡＣによる基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態を示した概念図である。図５（ａ）はその平面概念図であり、図５（ｂ）はＸ軸方向から見た概略側面図である。
　上述したようにラフアライメントカメラＲＡによって貫通孔ＴＨの座標値が求められ、供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲに制御装置から補正パラメータが与えられる。このため、貫通孔ＴＨが基板側ＡＩＳマーク９３の位置に合致する位置まで帯状の基板ＦＢがＸ軸方向に移送される。基板側ＡＩＳマーク９３の上に貫通孔ＴＨがなくアライメントカメラＡＣが基板側ＡＩＳマーク９３を検出できない状況を防ぐことができる。そして、図５（ｂ）に示されるように、帯状の基板ＦＢが基板ステージＦＢＳに真空吸着された状態となる。
　図５（ａ）は貫通孔ＴＨがアライメントカメラＡCの真下に来た状態を示している。この状態で、アライメントカメラＡCは検出光を照射する。そしてアライメントカメラＡCは基板側ＡＩＳマーク９３からの反射光を対物レンズ８４及び高倍用レンズ８６などを介して高倍用撮像素子ＡＣＣで撮像する。
　アライメントカメラＡＣは高倍用撮像素子ＡＣＣで撮像された画像に基づいて、基板側ＡＩＳマーク９３の座標値を求める。なお、基板側ＡＩＳマーク９３の座標値を求める方法として画像処理により基板側ＡＩＳマーク９３の中心位置を求めたり記憶されたテンプレート情報とのパターンマッチング法で求めたりしてもよい。また基板側ＡＩＳマーク９３を備える基板ステージＦＢＳの位置は、レーザ干渉計ＭＭ（図１参照）で測定されている。このため、不図示の制御装置は、求められた基板側ＡＩＳマーク９３の座標値及びレーザ干渉計ＭＭの測定値を用いてアライメントカメラＡＣの位置を基準として基板側ＡＩＳマーク９３の位置を求める。
＜ベースライン計測から露光までの動作：第１例＞
　本実施形態において、アライメントマークＡＭを検出するに際し、マスクＭとアライメントカメラＡＣとの相対位置であるベースライン量が前もって計測される。
　図６はラフアライメントカメラＲＡによる貫通孔ＴＨの検出から露光終了までのフローチャートである。図７及び図８は貫通孔ＴＨの検出から露光終了までの主要な動作を示した概念側面図である。
　ステップＳ１１１において、帯状の基板ＦＢと基板ステージＦＢＳとがＺ軸方向に離れた状態で、供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲ（図１参照）によって帯状の基板ＦＢがＸ軸方向に移送されてくる。移送されてきた帯状の基板ＦＢの貫通孔ＴＨは、一旦、ラフアライメントカメラＲＡの下側で停止する。そして、ラフアライメントカメラＲＡは帯状の基板ＦＢの貫通孔ＴＨを検出する。
　ステップＳ１１２では、ラフアライメントカメラＲＡの貫通孔ＴＨの検出結果に基づいて、供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲが帯状の基板ＦＢを移送させる。この際に基準部材９５を設ける基板ステージＦＢＳは初期位置に配置されている。これによって、貫通孔ＴＨが基準部材９５の基板側ＡＩＳマーク９３の上方に位置決めされる。
　ステップＳ１１３では、所定の位置で停止している基板ステージＦＢＳが高さ調整部２６によって上昇し、帯状の基板ＦＢと基板ステージＦＢＳとが接する。そして基板ステージＦＢＳの真空吸着孔２１が帯状の基板ＦＢを吸着する。
　ステップＳ１１４からＳ１１７において、パターン部材であるマスクＭに設けられたマスク側ＡＩＳマーク９１と、基板ステージＦＢＳの基板側ＡＩＳマーク９３との位置関係、すなわちマスクＭとアライメントカメラＡＣとの相対位置であるベースライン量を計測する。
　ステップＳ１１４では、帯状の基板ＦＢを吸着した基板ステージＦＢＳが基板側ＡＩＳマーク９３をアライメントカメラＡＣの真下まで移動する。このときに供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲは基板ステージＦＢＳの移動に合わせて回転する。この帯状の基板ＦＢの移動によって、アライメントカメラＡＣは貫通孔ＴＨを通して基板側ＡＩＳマーク９３を検出する。この際に基板ステージＦＢＳのＸ軸方向及びＹ軸方方向の位置がレーザ干渉計ＭＭによって計測される。これによりアライメントカメラＡＣと基板側ＡＩＳマーク９３との相対位置に関する情報を得ることができる。図７（ａ）はアライメントカメラＡＣが貫通孔ＴＨを通して基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態を示している。
　ステップＳ１１５では、帯状の基板ＦＢを吸着した基板ステージＦＢＳが移動し、基板側ＡＩＳマーク９３が投影光学系ＰＬの真下までくるようにする。このときに供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲは基板ステージＦＢＳの移動に合わせて回転する。
　ステップＳ１１６では、いわゆるスルー・ザ・レンズ（ＴＴＬ）方式により、マスクＭのマスク側ＡＩＳマーク９１と基板ステージＦＢＳ上の基板側ＡＩＳマーク９３とをＡＩＳ撮像素子９９で検出する。より具体的には、マスク側ＡＩＳマーク９１を通過した照明光は投影光学系ＰＬを通過するとともに貫通孔ＴＨを通過して基板側ＡＩＳマーク９３を照明する。ＡＩＳ撮像素子９９は、マスク側ＡＩＳマーク９１の像と基板側ＡＩＳマーク９３の像とをレンズ系９７を介して撮像する。この際にマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＦＢＳのＸ軸方向及びＹ軸方方向の位置がレーザ干渉計ＬＭ及びレーザ干渉計ＭＭによって計測される。これによりパターン部材であるマスクＭと基板側ＡＩＳマーク９３との相対位置に関する情報を得ることができる。図７（ｂ）はＡＩＳ撮像素子９９が貫通孔ＴＨを通してマスク側ＡＩＳマーク９１及び基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態を示している。
　ステップＳ１１７では、４つのアライメントカメラＡＣに関して、ステップＳ１１４及びＳ１１６の検出結果に基づいてマスクＭの位置とアライメントカメラＡＣの位置との相対位置関係、つまりベースライン量を算出することができる。
　なお、ステップＳ１１４からＳ１１７までのベースライン量の計測は、露光処理開始毎に行ってもよいし、予め設定した所定ロット数毎または一つロール状に巻かれた帯状の基板ＦＢの交換時に行うようにしてもよい。
　次にステップＳ１１８では、上述した４つのアライメントカメラＡＣはアライメントマークＡＭ（Ｆ）を検出する。図５に示されたように、露光領域ＥＡの周辺に複数のアライメントマークＡＭ（ＡＭ（Ｆ）、ＡＭ（Ｂ）、ＡＭ（Ｓ））が形成されている。このうち、次に露光する露光領域ＥＡの先頭側のアライメントマークＡＭ（Ｆ）を検出する。
　この際にレーザ干渉計ＭＭによって基板ステージＦＢＳのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置並びにＺ軸方向の中心としたθＺ方向の回転も検出される。図７（ｂ）はアライメントカメラＡＣにより先頭側のアライメントマークＡＭ（Ｆ）を検出する状態を示している。なお、この図７（ｂ）ではＡＩＳ撮像素子９９が貫通孔ＴＨを通して基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態でアライメントカメラＡＣがアライメントマークＡＭを検出することができる。
　ステップＳ１１９では、帯状の基板ＦＢを吸着した基板ステージＦＢＳが移動し、４つのアライメントカメラＡＣが図５に示された後尾側のアライメントマークＡＭ（Ｂ）の位置にくるようにする。このときに供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲは基板ステージＦＢＳの移動に合わせて回転する。
　ステップＳ１２０では、４つのアライメントカメラＡＣは、後尾側のアライメントマークＡＭ（Ｂ）を検出する。露光領域ＥＡの周辺に複数のアライメントマークＡＭが形成されている。このうち、次に露光する露光領域ＥＡの後尾側のアライメントマークＡＭ（Ｂ）を検出する。図７（ｃ）はアライメントカメラＡＣにより後尾側のアライメントマークＡＭ（Ｂ）を検出する状態を示している。
　なお、露光領域ＥＡの横側のアライメントマークＡＭ（Ｓ）もステップＳ１１８からステップＳ１２０にかけて２つのアライメントカメラＡＣが検出してもよい。すべてのアライメントマークＡＭ（ＡＭ（Ｆ）、ＡＭ（Ｂ）、ＡＭ（Ｓ））を検出することで、帯状の基板ＦＢの露光領域ＥＡがどのように伸縮しているかが算出される。
　ステップＳ１２１では、ステップＳ１１７で求められたベースライン量の計測の結果及びステップＳ１１８及びＳ１２０で求められたアライメントマークＡＭの検出結果に基づいて、投影光学系ＰＬによるマスクＭのパターンの投影像が露光領域ＥＡの一端にくるように基板ステージＦＢＳを移動させる。この際に基板ステージＦＢＳは、Ｘ軸方向だけでなくＹ軸方向及びθＺ方向にも移動する。また、このときに供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲは基板ステージＦＢＳの移動に合わせて回転する。図８（ｄ）は投影光学系ＰＬによる投影像が露光領域ＥＡの一端に来た状態を示している。
　ステップＳ１２２では、マスクＭと基板ステージＦＢＳとが同期走査し、露光光ＥＬが照射されることで露光が行われる。このときに供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲも基板ステージＦＢＳの動きに同期して回転する。
　ステップＳ１２３では、露光領域ＥＡの露光が終了した後、帯状の基板ＦＢの真空吸着が解除される。そして基板ステージＦＢＳは高さ調整部２６によって下降する。図８（ｅ）は露光領域ＥＡが露光終了し基板ステージＦＢＳが下降した状態を示している。
　ステップＳ１２４では、帯状の基板ＦＢの貫通孔ＴＨがラフアライメントカメラＲＡの下側に移送されるように、供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲが帯状の基板ＦＢを移送させる。また基板ステージＦＢＳは初期位置に移動する。
　なお、図６から図８の動作において、アライメントカメラＡＣは先頭側のアライメントマークＡＭ（Ｆ）、横側のアライメントマークＡＭ（Ｓ）及び後尾側のアライメントマークＡＭ（Ｂ）などを検出した。しかし、アライメントカメラＡＣは先頭側のアライメントマークＡＭ（Ｆ）のみを検出したり、先頭側のアライメントマークＡＭ（Ｆ）及び横側のアライメントマークＡＭ（Ｓ）のみを検出したりと、露光領域ＥＡの重ね合わせ精度に合わせて適宜動作を変更してもよい。
＜ベースライン計測から露光までの動作：第２例＞
　第１例とは異なり、第２例では、ラフアライメントカメラＲＡがＸ軸方向に一列、アライメントカメラＡＣがＸ軸方向に２列配置された例を示す。先頭側のアライメントマークＡＭ（Ｆ）と後尾側のアライメントマークＡＭ（Ｂ）とを、図１０又は図１１に示されるＸ軸方向に２列配置されたアライメントカメラＡＣ１及びアライメントカメラＡＣ２がそれぞれ検出する。アライメントカメラＡＣ１とアライメントカメラＡＣ２とは構成は同じで、Ｘ軸方向に先頭側のアライメントマークＡＭ（Ｆ）から後尾側のアライメントマークＡＭ（Ｂ）まで離れている。
　図９はラフアライメントカメラＲＡによる貫通孔ＴＨの検出から露光終了までのフローチャートである。図１０及び図１１は貫通孔ＴＨの検出から露光終了までの主要な動作を示した概念側面図である。
　ステップＳ３１１において、帯状の基板ＦＢと基板ステージＦＢＳとがＺ軸方向に離れた状態で、供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲ（図１参照）によって帯状の基板ＦＢがＸ軸方向に移送されてくる。移送されてきた帯状の基板ＦＢの貫通孔ＴＨは、一旦、ラフアライメントカメラＲＡの下側で停止する。そして、ラフアライメントカメラＲＡは帯状の基板ＦＢの貫通孔ＴＨを検出する。
　ステップＳ３１２では、ラフアライメントカメラＲＡの貫通孔ＴＨの検出結果に基づいて、供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲが帯状の基板ＦＢを移送させる。この際に基準部材９５を設ける基板ステージＦＢＳは初期位置に配置されている。これによって、貫通孔ＴＨが基準部材９５の基板側ＡＩＳマーク９３の上方に位置決めされる。
　ステップＳ３１３では、所定の位置で停止している基板ステージＦＢＳが高さ調整部２６によって上昇し、帯状の基板ＦＢと基板ステージＦＢＳとが接する。そして基板ステージＦＢＳの真空吸着孔２１が帯状の基板ＦＢを吸着する。
　ステップＳ３１４からＳ３１９において、マスクＭの位置とアライメントカメラＡＣ１及びアライメントカメラＡＣ２の位置との相対位置関係、すなわちマスクＭとアライメントカメラＡＣ１及びアライメントカメラＡＣ２との相対位置であるベースライン量を計測する。
　ステップＳ３１４では、帯状の基板ＦＢを吸着した基板ステージＦＢＳが基板側ＡＩＳマーク９３をアライメントカメラＡＣ２の真下まで移動する。この帯状の基板ＦＢの移動によって、アライメントカメラＡＣ２は貫通孔ＴＨを通して基板側ＡＩＳマーク９３を検出する。この際に基板ステージＦＢＳのＸ軸方向及びＹ軸方方向の位置がレーザ干渉計ＭＭによって計測される。これによりアライメントカメラＡＣと基板側ＡＩＳマーク９３との相対位置に関する情報を得ることができる。図１０（ａ）はアライメントカメラＡＣ２が貫通孔ＴＨを通して基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態を示している。
　ステップＳ３１５では、帯状の基板ＦＢを吸着した基板ステージＦＢＳが移動し、基板側ＡＩＳマーク９３がアライメントカメラＡＣ１の真下までくるようにする。
　ステップＳ３１６では、帯状の基板ＦＢを吸着した基板ステージＦＢＳが基板側ＡＩＳマーク９３をアライメントカメラＡＣ１の真下まで移動する。この帯状の基板ＦＢの移動によって、アライメントカメラＡＣ１は貫通孔ＴＨを通して基板側ＡＩＳマーク９３を検出する。この際に基板ステージＦＢＳのＸ軸方向及びＹ軸方方向の位置がレーザ干渉計ＭＭによって計測される。図１０（ｂ）はアライメントカメラＡＣ１が貫通孔ＴＨを通して基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態を示している。
　ステップＳ３１７では、帯状の基板ＦＢを吸着した基板ステージＦＢＳが移動し、基板側ＡＩＳマーク９３が投影光学系ＰＬの真下までくるようにする。
　ステップＳ３１８では、いわゆるスルー・ザ・レンズ（ＴＴＬ）方式により、マスクＭのマスク側ＡＩＳマーク９１と基板ステージＦＢＳ上の基板側ＡＩＳマーク９３とをＡＩＳ撮像素子９９で検出する。この検出結果に基づいてマスクＭと基板ステージＦＢＳとの相対位置を求める。この際にマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＦＢＳのＸ軸方向及びＹ軸方方向の位置がレーザ干渉計ＬＭ及びレーザ干渉計ＭＭによって計測される。これによりパターン部材であるマスクＭと基板側ＡＩＳマーク９３との相対位置に関する情報を得ることができる。図１０（ｃ）はＡＩＳ撮像素子９９が貫通孔ＴＨを通してマスク側ＡＩＳマーク９１及び基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態を示している。
　ステップＳ３１９では、アライメントカメラＡＣ１及びＡＣ２に関して、ステップＳ３１４及びＳ３１８の検出結果に基づいてマスクＭの位置とアライメントカメラＡＣ１及びＡＣ２の位置との相対的位置関係、つまりベースライン量を算出することができる。
　なお、ステップＳ３１４からＳ３１９までのベースライン量の計測は、露光処理開始毎に行ってもよいし、予め設定した所定ロット数毎または一つロール状に巻かれた帯状の基板ＦＢの交換時に行うようにしてもよい。
　次にステップＳ３２０では、上述したアライメントカメラＡＣ１及びアライメントカメラＡＣ２は、帯状の基板ＦＢに形成された先頭側のアライメントマークＡＭ（Ｆ）及び後尾側のアライメントマークＡＭ（Ｂ）を同時に検出する。
　この際にレーザ干渉計ＭＭによって基板ステージＦＢＳのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置並びにＺ軸方向の中心としたθＺ方向の回転も検出される。図１０（ｃ）はアライメントカメラＡＣ１により先頭側のアライメントマークＡＭ（Ｆ）、アライメントカメラＡＣ２により後尾側のアライメントマークＡＭ（Ｂ）を検出する状態を示している。なお、この図１０（ｃ）ではＡＩＳ撮像素子９９が貫通孔ＴＨを通して基板側ＡＩＳマーク９３を検出する状態でアライメントカメラＡＣ１及びＡＣ２がアライメントマークＡＭ（Ｆ）及びＡＭ（Ｂ）を検出することができる。
　なお、露光領域ＥＡの横側のアライメントマークＡＭ（Ｓ）もステップＳ３２０にかけてアライメントカメラＡＣ１又はＡＣ２で検出してもよい。すべてのアライメントマークＡＭ（ＡＭ（Ｆ）、ＡＭ（Ｂ）、ＡＭ（Ｓ））を検出することで、帯状の基板ＦＢの露光領域ＥＡがどのように伸縮しているかが算出される。
　ステップＳ３２１では、ステップＳ３１９で求められたベースライン量の計測の結果及びステップＳ３２０で求められたアライメントマークＡＭ（Ｆ）及びＡＭ（Ｂ）の検出結果に基づいて、投影光学系ＰＬによるマスクＭのパターンの投影像が露光領域ＥＡの一端にくるように基板ステージＦＢＳを移動させる。この際に基板ステージＦＢＳは、Ｘ軸方向だけでなくＹ軸方向及びθＺ方向にも移動する。図１１（ｄ）は投影光学系ＰＬによる投影像が露光領域ＥＡの一端に来た状態を示している。
　ステップＳ３２２では、マスクＭと基板ステージＦＢＳとが同期走査し、露光光ＥＬが照射されることで露光が行われる。このときに供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲも基板ステージＦＢＳの動きに同期して回転する。
　ステップＳ３２３では、露光領域ＥＡの露光が終了した後、帯状の基板ＦＢの真空吸着が解除される。そして基板ステージＦＢＳは高さ調整部２６によって下降する。図１１（ｅ）は露光領域ＥＡが露光終了し基板ステージＦＢＳが下降した状態を示している。
　ステップＳ３２４では、帯状の基板ＦＢの貫通孔ＴＨがラフアライメントカメラＲＡの下側に移送されるように、供給ローラＦＲ及び巻き取りローラＷＲが帯状の基板ＦＢを移送させる。また基板ステージＦＢＳは初期位置に移動する。
　なお、上記実施形態ではパターン部材として石英ガラスに描画されたマスクＭを使って説明したが、マスク以外に複数の小さなミラーを有するＤＭＤ（ダイレクト・マイクロ・ミラー・デバイス）素子を使用した場合でも、本実施形態のアライメント方法を適用できる。
１０　…　穿孔器
２１　…　真空吸着孔
２６　…　高さ調整部
２８　…　基板ステージ移動部
３０　…　圧着固定部
３３　…　ピストン部
３５　…　圧着板
８１　…　アライメント用光源
８２　…　リレーレンズ
８３　…　ハーフミラー
８４　…　対物レンズ
８５　…　ビームスプリッタ
８６　…　高倍用レンズ
９１　…　マスク側ＡＩＳマーク
９３　…　基板側ＡＩＳマーク
９５　…　基準部材
９７　…　レンズ系
９９　…　ＡＩＳ撮像素子
ＡＣ　…　アライメントカメラ
ＡＣＣ　…　高倍用撮像素子
ＡＭ　…　アライメントマーク
ＥＡ　…　露光領域
ＥＬ　…　露光光
ＥＸ　…　露光装置
ＦＢ　…　基板
ＦＢＳ　…　基板ステージ
ＦＲ　…　供給ローラ
ＬＭ，ＬＭｘ　…　レーザ干渉計
Ｍ　　　…　マスク
ＭＳＴ　…　マスクステージ
ＭＭ，ＭＭｘ　…　レーザ干渉計
ＰＩ　…　投影像
ＰＬ　…　投影光学系
ＲＡ　…　ラフアライメントカメラ
ＲＣＣ　…　低倍用撮像素子
ＴＨ　…　貫通孔
ＷＲ　…　巻き取りローラ

Claims (17)

  1. 　帯状の基板と、該基板に露光されるパターンが設けられたパターン部材との位置合わせを行うアライメント方法において、
    　前記基板を保持して移動するステージ装置に設けられた基準部材と前記パターン部材との相対位置に関する第１情報を前記基板に設けられた貫通孔を介して検出する工程と、
    　前記基板に設けられたアライメントマークの位置に関する第２情報を検出する工程と、
    　前記アライメントマークの位置を検出する検出器と前記基準部材との相対位置に関する第３情報を、前記貫通孔を介して検出する工程と、
    　前記第１、第２及び第３情報に基づいて、前記ステージ装置を駆動する工程と、
    　を備えるアライメント方法。
  2. 　前記ステージ装置と前記貫通孔との相対位置に関する第４情報を検出する工程と、
    　前記第４情報に基づいて前記基準部材と前記貫通孔との位置合せを行い、該位置合せが行われた前記基板を前記ステージ装置によって保持する工程と、
    　を備える請求項１に記載のアライメント方法。
  3. 　前記第１情報を検出する工程と前記第２情報を検出する工程とは同時に行われる請求項１又は２に記載のアライメント方法。
  4. 　前記基板に前記貫通孔を形成する工程と、
    　前記貫通孔が形成された前記基板を移送して前記貫通孔を前記ステージ装置上に配置する工程と、
    　を備える請求項１から３のいずれか一項に記載のアライメント方法。
  5. 　パターン部材に設けられたパターンを帯状の基板に露光する露光方法において、
    　請求項１から４のいずれか一項に記載のアライメント方法を用いて前記基板と前記パターン部材との位置合せを行う工程と、
    　前記パターン部材に対して前記位置合わせが行われた前記基板に、前記パターンを介して露光光を照射する工程と、
    　を備える露光方法。
  6. 　前記露光光を照射する工程が前記基板に前記露光光を連続して照射する照射期間に、前記基板を保持した前記ステージ装置を前記基板上の前記露光光の照射領域に対して該基板の長手方向に沿って移動させる工程を備える請求項５に記載の露光方法。
  7. 　前記位置合せを行う工程は前記照射期間に前記位置合せを連続的に行う請求項６に記載の露光方法。
  8. 　請求項５から７のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、感光剤が塗布された前記基板に前記パターンを転写する工程と、
    　前記パターンが転写された前記基板の前記感光剤を現像して、前記パターンに対応する凹凸形状を有した転写パーン層を形成する工程と、
    　前記転写パターン層を介して前記基板を加工する工程と、
    　を備えるデバイス製造方法。
  9. 　帯状の基板と、該基板に露光されるパターンが設けられたパターン部材との位置合わせを行うアライメント装置において、
    　前記基板を保持して移動するステージ装置と、
    　前記ステージ装置に配置された基準部材と、
    　前記基板に設けられた貫通孔を介して前記基準部材と前記パターン部材との相対位置に関する第１情報を検出する第１検出器と、
    　前記基板に設けられたアライメントマークの位置に関する第２情報を検出する第２検出器と、
    　前記貫通孔を介して前記第２検出器と前記基準部材との相対位置に関する第３情報を検出する第３検出器と、
    　前記第１、第２及び第３情報に基づいて、前記ステージ装置を駆動する駆動機構と、
    　を備えるアライメント装置。
  10. 　前記ステージ装置と前記貫通孔との相対位置に関する第４情報を検出する第４検出器と、
    　前記基板を移送して前記貫通孔を前記ステージ装置上に配置する移送機構と、を備え、
    　前記駆動機構および前記移送機構の少なくとも一方は、前記第４情報に基づいて前記基準部材と前記貫通孔との位置合せを行い、前記ステージ装置はこの位置合せが行われた前記基板を保持する請求項９に記載のアライメント装置。
  11. 　前記基板に前記貫通孔を形成する穿孔器と、
    　前記貫通孔が形成された前記基板を移送して前記貫通孔を前記ステージ装置上に配置する移送機構と、
    　を備える請求項９に記載のアライメント装置。
  12. 　パターン部材に設けられたパターンを帯状の基板に露光する露光装置において、
    　前記基板と前記パターン部材との位置合せを行う請求項９から１１のいずれか一項に記載のアライメント装置と、
    　前記パターン部材に対して前記位置合わせが行われた前記基板に、前記パターンを介して露光光を照射する照射装置と、
    　を備える露光装置。
  13. 　前記照射は、前記基板に前記露光光を所定期間照射し、前記駆動機構は、前記基板を保持した前記ステージ装置を前記基板上の前記露光光の照射領域に対して該基板の長手方向に沿って移動させる請求項１２に記載の露光装置。
  14. 　前記アライメント装置は前記所定期間に前記位置合せを連続的に行う請求項１３に記載の露光装置。
  15. 　前記照射装置は第１照射装置と第２照射装置とを含み、
    　前記第１照射装置によって露光される第１照射領域と前記第２照射装置によって露光される第２照射領域とは前記基板の長手方向と交差する方向に重複する重複領域があり、
    　前記基板は、前記貫通孔が前記重複領域と重なるように保持される請求項１２から１４のいずれか一項に記載の露光装置。
  16. 　前記第２検出器は、前記基板の長手方向に空間的に離れた第１アライメントマーク検出器と第２アライメントマーク検出器とを含む請求項１２から１５のいずれか一項に記載の露光装置。
  17. 　前記貫通孔は、前記照射領域の外側に形成されている請求項１２から請求項１６のいずれか一項に記載の露光装置。
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