WO2013021985A1

WO2013021985A1 - 露光装置用のアライメント装置及びアライメントマーク

Info

Publication number: WO2013021985A1
Application number: PCT/JP2012/070046
Authority: WO
Inventors: 和重橋本
Original assignee: 株式会社ブイ・テクノロジー
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2013-02-14
Also published as: CN103858208B; TW201706730A; TW201308026A; KR101941323B1; TWI570518B; US9297642B2; CN103858208A; US20140168648A1; KR20140054219A; TWI606316B; TW201714027A; TWI598702B

Abstract

アライメント装置には、アライメント用の光を出射するアライメント光源が設けられており、例えばカメラに内蔵されている。そして、アライメント光源は、例えばカメラが検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射する。アライメント光は、基板及びマスクに照射され、反射光がカメラにより検出される。露光用のマイクロレンズアレイは、マスクアライメントマークと基板アライメントマークとの間にも存在し、これにより、基板アライメントマークから反射した正立等倍像がマスク上に結像される。そして、カメラにより検出されたマスクアライメントマークの反射光及び基板アライメントマークにより、制御装置は基板とマスクとのアライメントを行う。これにより、基板とマスクとのアライメントを高精度で行うことができる。

Description

露光装置用のアライメント装置及びアライメントマーク

　本発明は、マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、基板とマスクとをアライメントする露光装置用のアライメント装置及びアライメントマークに関する。

　従来、露光装置においては、光源から露光光を出射し、この露光光を所定形状のパターンが形成されたマスクを介して基板に照射し、基板上にマスクのパターンを露光している。よって、基板上の所定位置にパターンを高精度で露光するためには、マスクと基板との相対的位置合わせが重要である。例えば特許文献１には、露光対象のウエハをマスクに近接して配置する近接露光方式の露光装置が開示されており、マスク及びウエハの双方にマークを設け、このマークによりマスクとウエハとを相対的に位置合わせするように構成されている。

　一方、近時、マイクロレンズアレイにより、マスクパターンを基板上に投影する露光装置が使用されるようになってきている。図４４は、マイクロレンズアレイを使用した露光装置を示す模式図である。露光対象の基板１の上方に、基板１に露光されるパターンが形成されたマスク２が、基板１に対して適長間隔をおいて配置されている。そして、この基板１とマスク２との間に、マイクロレンズ４を２次元的に配列したマイクロレンズアレイ３が配置されており、マスク２の上方から露光光がマスク２に対して照射され、マスク２を透過した露光光がマイクロレンズアレイ３により基板１上に投影され、マスク２に形成されたパターンが、マイクロレンズアレイ３により正立等倍像として、基板表面上のレジスト等に転写される。

　この場合に、通常、マスク２及び基板１を固定し、マイクロレンズアレイ３と露光光源及び光学系を、一体的に、紙面に垂直の方向に移動させることにより、露光光が基板１上をスキャンするようになっている。この場合に、基板１の上面及びマスク２の下面に、夫々、アライメントマーク１ａ及び２ａを設け、これらのアライメントマーク１ａ及び２ａを指標として、基板１とマスク２とを相対的に位置合わせする必要がある。

特開２００４－１０３６４４号公報

　しかしながら、アライメントマーク１ａ，２ａにより、基板１とマスク２との位置合わせをする場合、±１μｍ程度の高精度で基板１とマスク２とを位置合わせしようとすると、両アライメントマーク１ａ，２ａを同一のカメラにより同時に観察する必要がある。即ち、異なるカメラで別々にアライメントマーク１ａ，２ａを観察すると、両アライメントマーク１ａ，２ａの相対的な位置を保証できない。

　特許文献１のような近接露光の場合は、マスクと基板とが２００μｍ程度で近接しており、この間隔はカメラの焦点深度内に収まるので、マスクのアライメントマークと基板のアライメントマークとを同時にカメラで観察することが可能である。しかし、マイクロレンズアレイ３を使用した露光装置においては、基板１とマスク２との間にマイクロレンズアレイ３を介装する必要があるため、基板１とマスク２との間の距離、即ち、アライメントマーク１ａ，２ａ間の間隔Ｇは、５乃至１５ｍｍ程度存在する。この５乃至１５ｍｍの間隔は、通常のカメラのレンズ系では、同時に観察することができない。

　なお、図４４及び図４５に示すように、基板１のアライメントマーク１ａからの反射光と、マスク２のアライメントマーク２ａからの反射光とで、光路差を設け、基板１のアライメントマーク１ａとマスク２のアライメントマーク２ａとのフォーカス差を補正することも考えられる。

　図４４に示すように、基板１とマスク２との間のギャップＧは５乃至１５ｍｍである。この場合に、視野とアライメント精度とを考慮すると、レンズ倍率は４倍程度が必要である。よって、アライメントのパターンギャップＧ（＝５～１５ｍｍ）は、カメラ側でみると、５～１５ｍｍ×４^２＝８０～２４０ｍｍに相当する。この８０乃至２４０ｍｍのフォーカス差を補正する必要がある。

　そこで、図４５においては、光源２０からの光をレンズ２１で収束して反射鏡２２により反射させ、レンズ２３を介してビームスプリッタ１７に入射させる。そして、ビームスプリッタ１７からの光は、レンズ１８及び１９を経由してマスク２に入射し、マスク２のアライメントマーク２ａで反射すると共に、基板１に入射し、基板１のアライメントマーク１ａで反射する。これらのアライメントマーク１ａ、２ａで反射した光は、ビームスプリッタ１７に向かい、このビームスプリッタ１７を透過した後、レンズ１６，１５を介して、ビームスプリッタ１４に入射する。アライメントマーク１ａ，２ａからの反射光は、ビームスプリッタ１４で、ビームスプリッタ１１に向かう光と、ミラー１３に向かう光とに分離され、ミラー１３に向かった光は、ミラー１２により、ビームスプリッタ１１に向かう。そして、ビームスプリッタ１１にて、ビームスプリッタ１４からの光はそのまま透過し、ミラー１２からの光は反射して、カメラ１０に向かう。このようにして、ビームスプリッタ１４からミラー１３，１２を経由した光と、ビームスプリッタ１４から直接到達した光とは、カメラ１０により検出される。このとき、ビームスプリッタ１４からミラー１３までの光路と、ミラー１３からミラー１２までの光路と、ミラー１２からビームスプリッタ１１までの光路との総長が、ビームスプリッタ１４からビームスプリッタ１１に直接入射する光の光路の長さよりも、８０乃至２４０ｍｍのフォーカス差だけ長くなるように設定されている。従って、マスク２のアライメントマーク２ａからの反射光であってミラー１２，１３を経由する光路を進行した光と、基板１のアライメントマーク１ａからの反射光であってビームスプリッタ１４から直接ビームスプリッタ１１に入射する光路を進行した光とがいずれもカメラ１０のＣＣＤ（電荷結合素子）に結像し、アライメントマーク１ａ，２ａをカメラ１０で同時に観察することができる。

　これにより、基板１とマスク２のアライメントマーク１ａ，２ａのパターンのフォーカス差（８０乃至２４０ｍｍ相当）を、別光路に分けて補正することができる。しかしながら、このように、フォーカス差を別光路で補正すると、各光路での光軸ずれが生じた場合に、アライメントマーク１ａ，２ａの両パターンの相対位置がずれてしまうという問題点がある。このため、この方法では、アライメント精度が低下する。アライメント精度が低下すると、露光パターン精度も低下し、近時の高精細液晶パネルの露光にとって、致命的な問題となる。

　本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、基板とマスクとのアライメントを高精度で行うことができる露光装置用のアライメント装置及びアライメントマークを提供することを目的とする。

　本発明に係る露光装置用のアライメント装置は、露光光を出射する光源と、この光源からの露光光が入射され基板に露光するパターンが形成されたマスクと、前記基板と前記マスクとの間に設けられこのマスクを透過した露光光が入射されて前記基板に前記パターンの正立等倍像を結像させる第１のマイクロレンズアレイと、を有する露光装置の前記マスクと前記基板とを相対的位置合わせする露光装置用のアライメント装置において、
前記基板に設けられた基板アライメントマークと前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに、前記マスクの上方からアライメント用の光を照射するアライメント光源と、前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとの間に配置され、前記基板アライメントマークから反射した反射光を前記マスク上に正立等倍像として結像させる第２のマイクロレンズアレイと、前記基板アライメントマークの反射光と前記マスクアライメントマークの反射光とを前記マスク側から検出するカメラと、このカメラにより検出される前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとが一致するように、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、を有することを特徴とする。

　本発明に係る他の露光装置用のアライメント装置は、露光光を出射する光源と、この光源からの露光光が入射され基板に露光するパターンが形成されたマスクと、前記基板と前記マスクとの間に設けられこのマスクを透過した露光光が入射されて前記基板に前記パターンの正立等倍像を結像させる第１のマイクロレンズアレイと、を有する露光装置の前記マスクと前記基板とを相対的位置合わせする露光装置用のアライメント装置において、
前記基板に設けられた基板アライメントマークと前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに、前記基板の下方からアライメント用の光を照射するアライメント光源と、前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとの間に配置され、前記マスクアライメントマークから反射した反射光を前記基板上に正立等倍像として結像させる第２のマイクロレンズアレイと、前記基板アライメントマークの反射光と前記マスクアライメントマークの反射光とを前記基板側から検出するカメラと、このカメラにより検出される前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとが一致するように、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、を有することを特徴とする。

　これらの本発明に係る露光装置用のアライメント装置において、例えば、前記第１のマイクロレンズアレイと前記第２のマイクロレンズアレイとは、１枚の共有マイクロレンズアレイにより構成され、前記アライメント用の光は前記共有マイクロレンズアレイを前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとの間に移動させた状態で照射される。又は、前記第１のマイクロレンズアレイと前記第２のマイクロレンズアレイとは、露光光が照射される露光位置と、アライメント光が照射されるアライメント位置とを包含する１枚の共有マイクロレンズアレイにより構成されている。又は、前記第１のマイクロレンズアレイと前記第２のマイクロレンズアレイとは、別体で構成されている。

　また、これらの本発明に係る露光装置用のアライメント装置においては、例えば、前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークの一方が、枠状をなし、他方がアライメント時に前記枠の中心に位置する矩形状をなすように構成できる。

　前記アライメント光源は、例えば前記カメラが検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射するように構成できる。又は、前記アライメント光源と、前記カメラとは、別体であり、前記アライメント光源からの光の光軸と、前記カメラにて検出される反射光の光軸とは、同軸ではないように構成できる。

　本発明に係るアライメントマークは、
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部の少なくとも一部に配置され円形の開口を有し各マイクロレンズの開口数を規定する開口絞りと、を有するマイクロレンズアレイを使用し、このマイクロレンズアレイを、露光対象の基板と、この基板に露光するパターンが設けられたマスクとの間に配置して、前記マスクと前記基板とを相対的に位置合わせする際に使用されるアライメントマークであって、
前記基板又は前記マスクに形成され、
前記多角視野絞りの開口の全ての辺に対して夫々傾斜する方向に延びる複数本の線状のマーク片を有し、前記マーク片はアライメント中心から放射状に延びる複数個の第１群のマーク片と、前記アライメント中心を中心とする多角形の辺上に延びる複数個の第２群のマーク片とからなり、前記マーク片のうち、複数個のマーク片がいずれかの前記多角視野絞りの中に存在するように、前記多角視野絞り及び前記マーク片の位置が決められていることを特徴とする。

　このアライメントマークにおいて、
前記第２群のマーク片は、前記アライメント中心を共通の中心とする異なる大きさの複数個の多角形の辺上に連なって配置されていることが好ましい。又は、前記第２群のマーク片は、前記アライメント中心を共通の中心とする異なる大きさの複数個の多角形の辺上に、前記多角形の角部を含むようにして、断続的に配置されていることが好ましい。また、前記第２群のマーク片は、異なる多角形上に位置するものの太さが、相違することが好ましい。

　本発明に係る他のアライメントマークは、
露光装置に供される基板又はマスクに、それらの位置調整のために形成され、線対称の多角形形状の図形からなるアライメントマークであって、
前記基板と前記マスクとの間にマトリクス状に配置された複数個のレンズの夫々多角視野絞りの開口部を構成するいずれかの縁辺と平行にならないように配置された多角形形状部と、
前記多角形形状部の中心から、前記多角形形状部を横断する少なくとも６本の放射線からなる放射線部と、
を有し、
前記多角形形状部及び前記放射線部の全体が、前記レンズの大きさより大きく、４個の隣接するレンズの全体の大きさより小さいことを特徴とする。

　本発明に係る他の露光装置用のアライメント装置は、
マスクに形成された露光パターンを基板に転写する露光装置用のアライメント装置において、
露光光の出射と兼用又は独立のアライメント光の出射用のアライメント光源と、
前記マスクと前記基板との間に配置され、前記基板に設けられた基板アライメントマークから反射したアライメント光の反射光を前記マスク上に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに前記マスク側からアライメント光を同時に照射したときに、前記マスクアライメントマークから反射した反射光及び前記マスク上に結像した前記基板アライメントマークの正立等倍像を前記マスク側から検出するカメラと、
このカメラにより検出される前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとが一致するように、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部の少なくとも一部に配置され円形の開口を有し各マイクロレンズの開口数を規定する開口絞りと、を有し、
前記基板アライメントマークは、
前記多角視野絞りの開口の全ての辺に対して夫々傾斜する方向に延びる複数本の線状のマーク片を有し、前記マーク片はアライメント中心から放射状に延びる複数個の第１群のマーク片と、前記アライメント中心を中心とする多角形の辺上に延びる複数個の第２群のマーク片とからなり、前記マーク片のうち、複数個のマーク片がいずれかの前記多角視野絞りの中に存在するように、前記多角視野絞り及び前記マーク片の位置が決められていることを特徴とする。

　本発明に係る他の露光装置用のアライメント装置は、
マスクに形成された露光パターンを基板に転写する露光装置用のアライメント装置において、
露光光の出射と兼用又は独立のアライメント光の出射用のアライメント光源と、
前記マスクと前記基板との間に配置され、前記マスクに設けられたマスクアライメントマークから反射したアライメント光の反射光を前記基板上に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記マスクアライメントマーク及び前記基板に設けられた基板アライメントマークに前記基板側からアライメント光を同時に照射したときに、前記基板アライメントマークから反射した反射光及び前記基板上に結像した前記マスクアライメントマークの正立等倍像を前記基板側から検出するカメラと、
このカメラにより検出される前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとが一致するように、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マスクアライメントマークは、
前記多角視野絞りの開口の全ての辺に対して夫々傾斜する方向に延びる複数本の線状のマーク片を有し、前記マーク片はアライメント中心から放射状に延びる複数個の第１群のマーク片と、前記アライメント中心を中心とする多角形の辺上に延びる複数個の第２群のマーク片とからなり、前記マーク片のうち、複数個のマーク片がいずれかの前記多角視野絞りの中に存在するように、前記多角視野絞り及び前記マーク片の位置が決められていることを特徴とする。

　この露光装置用のアライメント装置において、
前記第２群のマーク片は、前記アライメント中心を共通の中心とする異なる大きさの複数個の多角形の辺上に連なって配置されていることが好ましい。又は、前記第２群のマーク片は、前記アライメント中心を共通の中心とする異なる大きさの複数個の多角形の辺上に、前記多角形の角部を含むようにして、断続的に配置されていることが好ましい。また、前記第２群のマーク片は、異なる多角形上に位置するものの太さが、相違することが好ましい。

　本発明に係る他のアライメントマークは
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部の少なくとも一部に配置され円形の開口を有し各マイクロレンズの開口数を規定する開口絞りと、前記マイクロレンズアレイの上面における前記マイクロレンズ以外の部分を遮光する遮光膜と、を有するマイクロレンズアレイを使用し、このマイクロレンズアレイを、露光対象の基板と、この基板に露光するパターンが設けられたマスクとの間に配置して、前記マスクと前記基板とを相対的に位置合わせする際に使用されるアライメントマークであって、
前記基板又は前記マスクに形成され、
前記マイクロレンズが直線上に配列される第１の方向に対し、マークを構成する全ての辺が傾斜していることを特徴とする。

　このアライメントマークにおいて、
前記マイクロレンズアレイは、そのマイクロレンズが露光装置のスキャン方向に垂直の方向に１列に整列して配置されており、前記第１の方向はこのスキャン方向に垂直の方向であり、マークを構成する全ての辺は、前記スキャン方向に垂直の方向に対して傾斜していることが好ましい。前記マークを構成する全ての辺は、前記スキャン方向に垂直の方向に対し４５°の角度をなすことが好ましい。

　本発明に係る他の露光装置用のアライメント装置は、
マスクに形成された露光パターンを基板に転写する露光装置用のアライメント装置において、
露光光の出射と兼用又は独立のアライメント光の出射用のアライメント光源と、
前記マスクと前記基板との間に配置され、前記基板に設けられた基板アライメントマークから反射したアライメント光の反射光を前記マスク上に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに前記マスク側からアライメント光を同時に照射したときに、前記マスクアライメントマークから反射した反射光及び前記マスク上に結像した前記基板アライメントマークの正立等倍像を前記マスク側から検出するカメラと、
このカメラにより検出される前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとが一致するように、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部の少なくとも一部に配置され円形の開口を有し各マイクロレンズの開口数を規定する開口絞りと、前記マイクロレンズアレイの上面における前記マイクロレンズ以外の部分を遮光する遮光膜と、を有し、
前記マスクアライメントマーク又は前記基板アライメントマークは、前記マイクロレンズが直線上に配列される第１の方向に対し、マークを構成する全ての辺が傾斜していることを特徴とする。

　本発明に係る他の露光装置用のアライメント装置は、
マスクに形成された露光パターンを基板に転写する露光装置用のアライメント装置において、
露光光の出射と兼用又は独立のアライメント光の出射用のアライメント光源と、
前記マスクと前記基板との間に配置され、前記マスクに設けられたマスクアライメントマークから反射したアライメント光の反射光を前記基板上に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記マスクアライメントマーク及び前記基板に設けられた基板アライメントマークに前記基板側からアライメント光を同時に照射したときに、前記基板アライメントマークから反射した反射光及び前記基板上に結像した前記マスクアライメントマークの正立等倍像を前記基板側から検出するカメラと、
このカメラにより検出される前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとが一致するように、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部の少なくとも一部に配置され円形の開口を有し各マイクロレンズの開口数を規定する開口絞りと、前記マイクロレンズアレイの上面における前記マイクロレンズ以外の部分を遮光する遮光膜と、を有し、
前記マスクアライメントマーク又は前記基板アライメントマークは、前記マイクロレンズが直線上に配列される第１の方向に対し、マークを構成する全ての辺が傾斜していることを特徴とする。

　この露光装置用のアライメント装置において、
前記マイクロレンズアレイは、そのマイクロレンズが露光装置のスキャン方向に垂直の方向に１列に整列して配置されており、前記第１の方向はこのスキャン方向に垂直の方向であり、マークを構成する全ての辺は、前記スキャン方向に垂直の方向に対して傾斜していることが好ましい。また、前記マークを構成する全ての片は、前記スキャン方向に垂直の方向に対し４５°の角度をなすことが好ましい。

　本発明に係る他の露光装置用のアライメント装置は、
スキャン露光によりマスクのパターンを基板に転写するマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置に設けられ、前記マスクと前記基板とを相対的位置合わせする露光装置用のアライメント装置において、
前記基板に設けられた基板アライメントマークと前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに、アライメント用の光を照射するアライメント光源と、
前記基板と前記マスクとの間に介在して、前記基板アライメントマーク又は前記マスクアライメントマークを夫々前記マスク又は前記基板に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークを、一方は反射光の像及び他方は正立等倍像として撮像するカメラと、
このカメラにより撮像された前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとに基づいて、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、
この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、
前記単位マイクロレンズアレイ間の開口数を制限する開口絞りと、を有し、
前記複数個のマイクロレンズがスキャン露光方向に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が前記スキャン露光方向に複数列配置されると共に、前記スキャン露光方向に隣接する２列のマイクロレンズ列の相互間は前記スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、
前記制御装置は、前記マイクロレンズアレイを前記基板及び前記マスクに対して相対的に前記スキャン露光方向に移動させると共に、前記マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で前記カメラにより前記基板アライメントマークの像及び前記マスクアライメントマークの像を複数回撮像し、撮像された複数個の像を重ね合わせて、この重ね合わされた基板アライメントマークの像及びマスクアライメントマークの像をアライメントに使用することを特徴とする。

　本発明に係る他の露光装置用のアライメント装置は、
スキャン露光によりマスクのパターンを基板に転写するマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置に設けられ、前記マスクと前記基板とを相対的位置合わせする露光装置用のアライメント装置において、
前記基板に設けられた基板アライメントマークと前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに、アライメント用の光を照射するアライメント光源と、
前記基板と前記マスクとの間に介在して、前記基板アライメントマーク又は前記マスクアライメントマークを夫々前記マスク又は前記基板に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークを、一方は反射光の像及び他方は正立等倍像として撮像するカメラと、
このカメラにより撮像された前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとに基づいて、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、
この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、
前記単位マイクロレンズアレイ間の開口数を制限する開口絞りと、を有し、
前記複数個のマイクロレンズがスキャン露光方向に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が前記スキャン露光方向に複数列配置されると共に、前記スキャン露光方向に隣接する２列のマイクロレンズ列の相互間は前記スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、
前記制御装置は、前記マイクロレンズアレイを前記基板及び前記マスクに対して相対的にスキャン露光方向に移動させると共に、前記カメラにより前記基板アライメントマークの像及び前記マスクアライメントマークの像を連続的に動画として撮像し、連続的に撮像された基板アライメントマークの像及びマスクアライメントマークの像をアライメントに使用することを特徴とする。

　この露光装置用のアライメント装置において、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークの一方が、枠状をなし、他方がアライメント時に前記枠の中心に位置する矩形状をなすことが好ましい。また、前記アライメント光源は、前記カメラが検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射することが好ましい。前記マイクロレンズアレイは、露光用のマイクロレンズアレイと共用することができる。

　本発明に係る他の露光装置用のアライメント装置は、アライメント光源によりマスクの上方からアライメント光をマスク及び基板に照射すると、このアライメント光はマスクを透過し、基板上に照射され、基板上の基板アライメントマークで反射した後、反射光は、第２のマイクロレンズアレイにより、マスク上に、基板アライメントマークの正立等倍像として結像する。よって、基板アライメントマーク及びマスクアライメントマークを、カメラにより、マスク上で検出することができ、基板とマスクとの間のギャップＧに起因するカメラ側のフォーカス差が０となる。よって、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、カメラにより検出される両アライメントマーク同士の相対位置は変化せず、基板とマスクとのアライメントを高精度で行うことができる。例えば、基板とマスクとのアライメントがとれているにも拘わらず、カメラにおいては、アライメントがとれていないと誤観察されたり、基板とマスクとのアライメントがとれていないにも拘わらず、カメラにおいては、アライメントがとれていると誤観察されることを防止できる。そして、本発明においては、制御装置は、カメラにより検出される基板アライメントマークとマスクアライメントマークとが一致するように、マスク及び／又は基板の位置を調節するので、基板とマスクとのアライメントを高精度で行うことができる。

　本発明に係る他の露光装置用のアライメント装置は、アライメント光源により基板の下方からアライメント光を基板及びマスクに照射すると、基板が例えばＰＩ（ポリイミド）及びＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）等の光透過性の材料からなる場合には、このアライメント光は基板を透過し、マスク上に照射され、マスク上のマスクアライメントマークで反射した後、反射光は、第２のマイクロレンズアレイにより、基板上に、マスクアライメントマークの正立等倍像として結像する。よって、基板アライメントマーク及びマスクアライメントマークを、カメラにより、基板上で検出することができ、基板とマスクとの間のギャップＧに起因するカメラ側のフォーカス差が０となる。従って、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、カメラにより検出される両アライメントマーク同士の相対位置は変化せず、基板とマスクとのアライメントを高精度で行うことができる。

（ａ）は本発明の第１実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。（ａ），（ｂ）は図１に示す露光装置において、アライメント光の光路が傾斜した場合を示す図である。本発明の比較例に係る露光装置用のアライメント装置を示す図である。本発明の比較例に係るアライメント装置において、アライメント光の光路を示す図である。（ａ）乃至（ｄ）は、第１実施形態に係るアライメント装置において、第２のマイクロレンズアレイ７が設けられていない場合を示す図である。（ａ）は本発明の第２実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。（ａ）は本発明の第３実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。（ａ），（ｂ）は図７に示す露光装置において、アライメント光の光路が傾斜した場合を示す図である。（ａ）は本発明の第４実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。（ａ）は本発明の第５実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。（ａ）は本発明の第６実施形態に係る基板及びマスクのアライメント方法を示す図、（ｂ）はマスク上に結像される基板アライメントマークをマイクロレンズアレイと共に示す図である。本発明の第６実施形態に係る基板アライメントマークを示す図である。（ａ）は基板アライメントマークをマイクロレンズアレイと共に示す図、（ｂ）はその拡大図である。６角視野絞りの辺と平行の線状成分を有する基板アライメントマークを示す図である。（ａ）は基板アライメントマークをマイクロレンズアレイと共に示す図、（ｂ）はその拡大図である。（ａ）は基板アライメントマークをマイクロレンズアレイと共に示す図、（ｂ）はその拡大図である。（ａ）は基板アライメントマークをマイクロレンズアレイと共に示す図、（ｂ）はその拡大図である。（ａ），（ｂ）は図１１に示す露光装置において、アライメント光の光路が傾斜した場合を示す図である。（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の比較例に係る露光装置のアライメント装置を示す図である。第６実施形態に係る基板アライメントマークの変形例を示す図である。（ａ）は本発明の第７実施形態に係る基板アライメントマークを示す図、（ｂ）は基板アライメントマークをマイクロレンズアレイと共に示す図である。第７実施形態に係る基板アライメントマークの変形例を示す図である。（ａ），（ｂ）は本発明の第８実施形態に係る基板アライメントマークを示す図である。（ａ）は本発明の第９実施形態に係る基板及びマスクのアライメント方法を示す図、（ｂ）はマスクアライメントマークを示す図である。マイクロレンズアレイを使用した露光装置を示す図である。単位マイクロレンズアレイの配置を示す断面図である。マイクロレンズの絞り形状を示す図である。本発明の第１０実施形態に係る露光装置における基板及びマスクとマイクロレンズアレイを示す断面図である。同じく、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズの配置を示す図である。同じく、マイクロレンズアレイの構造を示す模式的断面図である。（ａ）は６角視野絞り１２を示し、（ｂ）は円形絞りを示す模式的平面図である。６角視野絞りの機能を説明する図である。本発明の比較例のマスクアライメントマークを示す図であり、（ａ）はマイクロレンズアレイに対するマスクアライメントマークの関係を示し、（ｂ）は１個のマスクアライメントマークの形状を示し、（ｃ）はカメラのセンサにより検出される像を示す図である。本発明の実施形態のマスクアライメントマークを示す図であり、（ａ）はマイクロレンズアレイに対するマスクアライメントマークの関係を示し、（ｂ）は１個のマスクアライメントマークの形状を示し、（ｃ）はカメラのセンサにより検出される像を示す図である。（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第１１実施形態に係るアライメント装置において、多角視野絞りを介して検出される基板アライメントマークの像をマイクロレンズアレイと共に示す図、及びカメラにより撮像された基板アライメントマークの像を重ね合わせた状態を示す図である。（ａ）は本発明の第１１実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。（ａ），（ｂ）は図３６に示す露光装置において、アライメント光の光路が傾斜した場合を示す図である。（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の第１２実施形態に係るアライメント装置において、多角視野絞りを介して検出される基板アライメントマークの像、及びカメラにより連続的に動画として撮像された基板アライメントマークの像を示す図である。（ａ）は本発明の第１３実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。（ａ）は本発明の第１４実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。（ａ），（ｂ）は図４０に示す露光装置において、アライメント光の光路が傾斜した場合を示す図である。（ａ）は本発明の第１５実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。（ａ）は本発明の第１６実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。マイクロレンズアレイを使用した露光装置を示す図である。光路差を設けて基板とマスクとの間のギャップを吸収するアライメント装置を示す図である。

　以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図１（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。図１に示すように、本実施形態においては、アライメント装置が設けられる露光装置は、従来のマイクロレンズアレイを使用した露光装置と同様に、基板１とマスク２との間にマイクロレンズアレイ３が設けられており、露光光源８から出射された露光光をマスク２に形成されたパターンに透過させ、マイクロレンズアレイ３により、パターンの正立等倍像を基板上に結像させる。この露光装置において、アライメント装置は、基板１とマスク２との相対的位置合わせに使用される。

本実施形態に係るアライメント装置には、マスク２の上方に、基板１に設けられた基板アライメントマーク１ａとマスク２に設けられたマスクアライメントマーク２ａに、マスク２の上方からアライメント用の光を照射するアライメント光源５が設けられている。図１に示すように、露光用の上記マイクロレンズアレイ３は、基板１とマスク２との相対的位置合わせの際には、基板アライメントマーク１ａとマスクアライメントマーク２ａとの間に移動され、１枚のマイクロレンズアレイ３を露光時とアライメント時で移動させて使用される。そして、アライメントの際には、マイクロレンズアレイ３により、基板アライメントマーク１ａから反射した正立等倍像をマスク２上に結像させるように構成されている。また、マスク２の上方には、カメラ６が設けられており、マスクアライメントマーク２ａから反射した反射光及びマスク２上に結像した基板アライメントマーク１ａの正立等倍像をカメラ６により検出するように構成されている。

　図１（ａ）に示すように、本実施形態においては、カメラ６は、例えば１焦点型の同軸落射式顕微鏡であり、アライメント光源５が内蔵されている。そして、アライメント光源５は、カメラ６が検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射するように構成されている。このアライメント光源５としては、レーザ光又は干渉フィルタを透過したランプ光を使用することができる。ランプ光源としては、例えばハロゲンランプを使用すれば、コストを低減でき、好ましい。なお、アライメント光源５は、カメラ６とは別体的に設けられていてもよい。アライメント光源５から出射された光は、例えば反射鏡及びビームスプリッタ等の光学系を介して、マスク２及び基板１に照射される。

　マスク２には、例えば枠状のマスクアライメントマーク２ａが設けられており、基板１には、例えばマスクアライメントマーク２ａよりも大きさが小さく、矩形の基板アライメントマーク１ａが設けられている。そして、アライメント時に、基板１とマスク２とが所定の位置関係にあるときには、図１（ｂ）に示すように、カメラ６により検出される基板アライメントマーク１ａは、マスクアライメントマーク２ａの中心に位置する。

　マスク２及び基板１に照射されたアライメント光は、夫々、各アライメントマーク１ａ，２ａにより反射されて、カメラ６により検出されるように構成されている。図１（ａ）に示すように、カメラ６は、マスク２の位置を制御する制御装置９に接続されており、制御装置９は、カメラ６による検出結果によって、基板１とマスク２とのアライメントが必要な場合には、マスク２を移動させるように構成されている。例えば、カメラ６により検出される基板アライメントマーク１ａの位置が枠状のマスクアライメントマーク２ａの中心からずれている場合には、制御装置９は、基板アライメントマーク１ａがマスクアライメントマーク２ａの中心に位置するようにマスク２を移動させる。なお、図１（ａ）に二点鎖線で示すように、制御装置９は、例えば基板１が載置されるステージ等に接続され、基板１を移動させることにより、基板１とマスク２とのアライメントを行うように構成されていてもよい。又は、制御装置９は、基板１及びマスク２の双方を移動させることにより、基板１とマスク２とのアライメントを行うように構成されていてもよい。

　アライメントの際には、マスクアライメントマーク２ａと基板アライメントマーク１ａとの間のマイクロレンズアレイ３により、基板アライメントマーク１ａにより反射された反射光は、マイクロレンズアレイ３を透過し、マスク２上には、基板アライメントマーク１ａの正立等倍像が結像される。よって、基板１とマスク２との間には、実際には、５乃至１５ｍｍのギャップＧが存在するが、このギャップＧに起因するカメラ６側のフォーカス差が０となる。よって、カメラ６のセンサに対する距離が異なる基板１及びマスク２のアライメントマーク１ａ，２ａをカメラ６に同時に結像させることができ、各アライメントマークを指標として、基板１とマスク２との位置を調整すれば、基板１とマスク２とのアライメントを高精度で行うことができる。また、カメラ側のフォーカス差を０にすることにより、図２（ａ）に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、アライメントマーク同士の相対位置は変化せず、極めて高いアライメント精度を得ることができる。

　次に、上述のごとく構成された本実施形態に係るアライメント装置の動作について説明する。マイクロレンズアレイ３は、露光時には、マスク２に設けられたパターン領域の下方に位置する。先ず、このマイクロレンズアレイ３が、図１における右方向に移動されて、基板アライメントマーク１ａとマスクアライメントマーク２ａとの間に移動される。次に、カメラ６に内蔵されたハロゲンランプ等のアライメント光源５からアライメント光を出射させる。このアライメント光は、例えば反射鏡及びビームスプリッタ等の光学系を介して、先ず、マスク２に照射される。マスク２に照射されたアライメント光は、マスクアライメントマーク２ａにより反射される。一方、マスク２に透過されたアライメント光は、マスク２の下方に配置されたマイクロレンズアレイ３に透過され、基板１上に照射される。

　そして、基板アライメントマーク１ａに反射された反射光は、マイクロレンズアレイ３を透過して、再度マスク２に入射され、マスク２上に基板アライメントマーク１ａの正立等倍像が結像される。そして、各反射光は、カメラ６のセンサに入射され、マスクアライメントマーク２ａ及びマスク２上に結像した基板アライメントマーク１ａの正立等倍像が検出される。このように、本実施形態においては、マスク２上に結像した基板アライメントマーク１ａの正立等倍像をカメラ６により検出するため、基板１とマスク２との間には、実際には、５乃至１５ｍｍのギャップＧが存在するが、カメラ６側では、このギャップＧに起因するフォーカス差が０となる。

　そして、カメラ６により検出される基板及びマスクの各アライメントマーク１ａ，２ａにより、基板１とマスク２とのアライメントを行う。例えば、カメラ６により検出される基板アライメントマーク１ａの位置が枠状のマスクアライメントマーク２ａの中心からずれている場合には、制御装置９により、基板アライメントマーク１ａがマスクアライメントの中心に位置するようにマスク２を移動させて基板１とマスク２とのアライメントを行う。本実施形態においては、基板１とマスク２との間のギャップＧに起因するカメラ６側のフォーカス差が０となるため、基板１及びマスク２のアライメントマーク１ａ，２ａを指標として、基板１とマスク２とのアライメントを高精度で行うことができる。

　また、マスク２上に基板アライメントマーク１ａの正立等倍像を結像させるため、図２（ａ）に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、カメラ６により検出される基板及びマスクのアライメントマーク１ａ及び２ａの相対位置は、図２（ｂ）に示すように、アライメント光が基板１及びマスク２に垂直に照射される図１（ｂ）の場合から変化せず、アライメント光の光軸の傾斜によりアライメント精度が低下することもない。

　以下、アライメント光の光軸が傾斜した場合における上記効果について、比較例と比較して詳細に説明する。図３は、本発明の比較例に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図４は本発明の比較例に係るアライメント装置において、アライメント光の光路を示す図である。図３及び図４に示すように、このアライメント装置は、２焦点型の同軸落射照明を使用したアライメント装置であり、例えば、長波長光を出射する第１の光源２７と、短波長光を出射する第２の光源２６とが設けられており、第１の光源２７からの長波長光は、反射鏡２９で反射した後、ビームスプリッタ２８に向かい、第２の光源２６からの短波長光がこのビームスプリッタ２８で、第１の光源２７からの長波長光と集合する。そして、これらの集合光は、レンズ３０で収束された後、ビームスプリッタ２４にて反射して、レンズ２５を経た後、マスク２及び基板１に向かう。この集合光は、マスク２及び基板１にその面に垂直に入射し、マスク２のアライメントマーク２ａ及び基板１のアライメントマーク１ａで反射して、入射光路と同一の光路を戻ってくる。この反射光は、ビームスプリッタ２４を通過し、レンズ２３，２２と、フィルタ２１を経て、カメラ２０に入射する。よって、反射鏡２９及びビームスプリッタ２８が、第１及び第２の光源２７，２６から出射した長波長光と短波長光とを同一光路に集合させる第１の光学系を構成し、レンズ３０、ビームスプリッタ２４、レンズ２５が、この第１の光学系からの集合光をマスク２及び基板１にそれらの面に垂直に照射する第２の光学系を構成し、レンズ２５、ビームスプリッタ２４、レンズ２３、レンズ２２が、マスク２及び基板１のアライメントマーク２ａ，１ａで反射した反射光を第２の光学系と同一の光路を戻した後カメラ２０まで導く第３の光学系を構成する。

　この比較例において、第１の光源２７から例えば波長が６７０ｎｍの赤色光を出射し、第２の光源２６から例えば波長が４０５ｎｍの青色光を出射すると、これらの光は、ビームスプリッタ２８で集合した後、カメラ２０まで同一光路を進行する。即ち、集合光は、図４に示すように、ビームスプリッタ２４からマスク２及び基板１に向かい、このマスク２及び基板１に対し、その面に垂直に入射する。

　その後、マスク２のアライメントマーク２ａ及び基板１のアライメントマーク１ａで反射した集合光の反射光は、入射光と同一光路をとおり、ビームスプリッタ２４を直進して、フィルタ２１を透過し、カメラ２０のセンサに入射する。このとき、集合光は同一レンズ２５，２３，２２からなる光学系を通過するので、このような同一レンズの場合、青色光（波長４０５ｎｍ）は焦点距離が短く、赤色光（波長６７０ｎｍ）は焦点距離が長い。よって、レンズ２５、２３，２２の光学定数等を適切に設定すれば、カメラ２０のセンサに入射する光のうち、マスク２のアライメントマークで反射した光は、青色光の成分がカメラ２０のセンサで合焦点となり、カメラ２０からより遠い基板１のアライメントマークで反射した光は、赤色光の成分がカメラ２０のセンサで合焦点となるようにすることができる。このように構成された比較例のアライメント装置において、基板１とマスク２との間のギャップＧは５乃至１５ｍｍ程度であるが、カメラ２０に対する入射光のうち、赤色光と青色光とが異なる光路長を経てセンサに合焦点となるので、ギャップＧの例えば５ｍｍを吸収して、基板１及びマスク２の双方のアライメントマーク１ａ、２ａをカメラ２０のセンサ上でフォーカスすることができ、基板１上のアライメントパターンと、マスク２上のアライメントパターンとの双方をセンサにフォーカスさせて、同時に観察することができる。

　このように構成された比較例のアライメント装置においては、図５（ａ）に示すように、アライメント光が基板１及びマスク２に垂直に照射される場合には、図５（ｂ）に示すように、所定のアライメント精度が得られる。しかし、図５（ｃ）に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においては、反射光の光路が変化し、基板１とマスク２との間のギャップＧにより、基板１とマスク２とが所定の位置関係にある場合においても、図５（ｄ）に示すように、カメラ６側で検出するアライメントマーク１ａ，２ａの位置がずれてしまう。そうすると、実際上、アライメントマーク２ａとアライメントマーク１ａとはその位置が一致しており、マスク２と基板１とはアライメントがとれているにも拘わらず、カメラ６においては、アライメントがとれていないと誤観察されてしまう。換言すれば、基板１とマスク２とでアライメントがとれていないにも拘わらず、カメラ６にて、アライメントマーク１ａがアライメントマーク２ａの中心にあるように観察されてしまうことが生じ、基板１とマスク２とがアライメントがとれていると誤観察されてしまう。

　これに対して、本実施形態においては、マイクロレンズアレイ３により、基板アライメントマーク１ａの正立等倍像を、マスク２上に結像させるため、図２（ａ）に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、図２（ｂ）に示すように、カメラ６により検出される基板及びマスクのアライメントマーク１ａ及び２ａの相対位置は変化せず、極めて高いアライメント精度を得ることができる。

　また、上記比較例においては、波長が異なる２個のアライメント光源を設ける必要があり、構造及びアライメント方法が若干複雑であるが、本実施形態に係るアライメント装置においては、アライメント時には、露光用のマイクロレンズアレイ３を基板アライメントマーク１ａとマスクアライメントマーク２ａとの間に移動させるだけで、基板１とマスク２との間のギャップＧに起因するカメラ６側のフォーカス差を０にして高いアライメント精度が得られ、アライメント光源も１個だけでよい。

　基板１とマスク２とのアライメント後には、マイクロレンズアレイ３は、図１における左方向に移動されて、マスク２に設けられたパターン領域の下方に移動され、その後、露光光が出射されて、マイクロレンズアレイ３によるスキャン露光が開始される。本実施形態においては、上記のように、高いアライメント精度が得られるため、スキャン露光における露光精度を極めて高く維持することができる。

　なお、本実施形態における基板及びマスクのアライメントマーク１ａ，２ａの形状は、一例であり、各アライメントマーク１ａ，２ａをカメラ６で検出して、基板１とマスク２とのアライメントを行うことができる限り、本発明は、アライメントマーク１ａ，２ａの形状により限定されるものではない。

　また、本実施形態においては、アライメント光源５は、カメラ６に内蔵されており、カメラ６が検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射するように構成されている場合について説明したが、本発明においては、基板１及びマスク２の一方の正立等倍像を他方に結像させ、これをカメラ６により検出するため、アライメント光源５が出射する光の光軸は、カメラにて検出される反射光の光軸とが同軸でなくてもよい。

　次に、本発明の第２実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図６（ａ）は本発明の第２実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図６（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。第１実施形態においては、露光用のマイクロレンズアレイ３を露光時とアライメント時とで移動させて、１枚のマイクロレンズアレイを露光用とアライメント用とで共用した場合を説明したが、図６に示すように、本実施形態においては、マイクロレンズアレイ３は、露光光が照射される露光位置と、アライメント光が照射されるアライメント位置とを包含する大きさで設けられている。その他の構成については、第１実施形態と同様である。

　本実施形態のように、１枚の共有マイクロレンズアレイ３を、露光位置とアライメント位置とを包含する大きさのマイクロレンズアレイで構成することにより、露光時とアライメント時とで、マイクロレンズアレイ３を移動させる必要がなくなる。その他の効果は、第１実施形態と同様である。

　次に、本発明の第３実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図７（ａ）は本発明の第３実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図７（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図、図８（ａ），（ｂ）は図７に示す露光装置において、アライメント光の光路が傾斜した場合を示す図である。図７に示すように、本実施形態においては、マイクロレンズアレイは、露光用の（第１の）マイクロレンズアレイ３とアライメント用の第２のマイクロレンズアレイ７とが２枚設けられている。そして、第２のマイクロレンズアレイ７は、光学特性が（第１の）マイクロレンズアレイ３と同一である。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

　本実施形態においても、基板アライメントマーク１ａの正立等倍像を、マスク２上に結像させることができ、基板１とマスク２との間の５乃至１５ｍｍのギャップＧに起因するカメラ６側のフォーカス差を０とすることができ、第１実施形態と同様に、基板１とマスク２とのアライメントを高精度で行うことができる。また、図８に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、アライメントマーク同士の相対位置は変化せず、極めて高いアライメント精度を得ることができる。また、マイクロレンズアレイは、露光用のマイクロレンズアレイ３とアライメント用のマイクロレンズアレイ７とが別体で構成されていることにより、第２実施形態と同様に、露光時とアライメント時とで、マイクロレンズアレイ３を移動させる必要がなくなる。

　次に、本発明の第４実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図９（ａ）は本発明の第４実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図９（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。図９に示すように、本実施形態においては、アライメント光源５及びカメラ６は、基板１の下方に配置されており、基板の下方からアライメント用の光を照射する。また、基板アライメントマーク１ｂが枠状をなし、マスクアライメントマーク２ｂは矩形状をなしている。本実施形態においては、露光対象の基板１は、例えばＰＩ（ポリイミド）及びＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）等の光透過性の材料からなり、アライメント用の光は、基板１を透過して、マスク２に照射される。即ち、本実施形態においては、基板１が光透過性の材料からなる場合において、アライメント光の照射方向並びに基板１及びマスク２の各アライメントマーク１ｂ，２ｂの形状が第１実施形態と異なり、その他の構成は、第１実施形態と同様である。

　本実施形態においても、露光用のマイクロレンズアレイ３は、基板１とマスク２との相対的位置合わせの際には、マスクアライメントマーク２ｂと基板アライメントマーク１ｂとの間に移動され、１枚のマイクロレンズアレイ３を露光時とアライメント時で移動させて使用される。そして、アライメントの際には、マイクロレンズアレイ３により、マスクアライメントマーク２ｂにより反射された反射光は、マイクロレンズアレイ３を透過し、基板１上にマスクアライメントマーク２ｂの正立等倍像が結像される。よって、基板１とマスク２との間には、５乃至１５ｍｍのギャップＧが存在するが、このギャップＧに起因するカメラ６側のフォーカス差が０となる。よって、本実施形態においても、上記第１乃至第３実施形態と同様に、基板１の基板アライメントマーク１ｂ及びマスク２のマスクアライメントマーク２ｂを指標として、基板１とマスク２とのアライメントを高精度で行うことができる。例えば、カメラ６により検出されるマスクアライメントマーク２ｂの位置が枠状の基板アライメントマーク１ｂの中心からずれている場合には、制御装置９により、マスクアライメントマーク２ｂが基板アライメントマーク１ｂの中心に位置するようにマスク２を移動させて基板１とマスク２とのアライメントを行う。また、基板１上にマスクアライメントマーク２ｂの正立等倍像を結像させるため、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、カメラ６により検出される基板及びマスクのアライメントマーク１ｂ及び２ｂの相対位置は、アライメント光が基板１及びマスク２に垂直に照射される場合から変化せず、極めて高いアライメント精度を得ることができる。

　なお、本実施形態においても、第２実施形態と同様に、マイクロレンズアレイ３を、露光光が照射される露光位置と、アライメント光が照射されるアライメント位置とを包含する大きさで設けることにより、露光時とアライメント時とで、マイクロレンズアレイ３を移動させる必要がなくなる。

　次に、本発明の第５実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図１０（ａ）は本発明の第５実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図１０（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。図１０に示すように、本実施形態においては、第３実施形態と同様に、マイクロレンズアレイは、露光用の（第１の）マイクロレンズアレイ３とアライメント用の第２のマイクロレンズアレイ７とが２枚設けられている。そして、第２のマイクロレンズアレイ７は、光学特性が（第１の）マイクロレンズアレイ３と同一である。これにより、本実施形態においては、第２実施形態と同様に、露光時とアライメント時とで、マイクロレンズアレイ３を移動させる必要がなくなる。

　次に、本発明の第６実施形態について説明する。図１１（ａ）は本発明の第６実施形態に係る基板及びマスクのアライメント方法を示す図、図１１（ｂ）はマスク上に結像される基板アライメントマークをマイクロレンズアレイと共に示す図、図１２は、本発明の第６実施形態に係る基板アライメントマークを示す図、図１３（ａ）は基板アライメントマークをマイクロレンズアレイと共に示す図、図１３（ｂ）はその拡大図である。図１１（ａ）に示すように、本実施形態においては、露光装置は、従来のマイクロレンズアレイを使用した露光装置と同様に、基板１とマスク２との間にマイクロレンズアレイ３が設けられており、露光光源８から出射された露光光をマスク２に形成されたパターンに透過させ、マイクロレンズアレイ３により、パターンの正立等倍像を基板上に結像させる。この露光装置において、マスク２には、例えば枠状のマスクアライメントマーク２ａが設けられており、露光対象の基板１には、所定形状の基板アライメントマーク１１が設けられている。そして、アライメント時には、マイクロレンズアレイ３は、例えば基板アライメントマーク１１とマスクアライメントマーク２ａとの間に移動され、１枚のマイクロレンズアレイ３を露光時とアライメント時で移動させて使用される。そして、アライメント時には、マイクロレンズアレイ３により、基板アライメントマーク１１から反射した光をマスク上に正立等倍像として結像させる。

　本実施形態においては、マスク２の上方に、基板１に設けられた基板アライメントマーク１１とマスク２に設けられたマスクアライメントマーク２ａに、マスク２の上方からアライメント用の光を照射するアライメント光源５が設けられており、アライメントの際には、マイクロレンズアレイ３により、基板アライメントマーク１１から反射した正立等倍像をマスク２上に結像させるように構成されている。また、マスク２の上方には、カメラ６が設けられており、マスクアライメントマーク２ａから反射した反射光及びマスク２上に結像した基板アライメントマーク１１の正立等倍像をカメラ６により検出するように構成されている。そして、アライメント時に、基板１とマスク２とが所定の位置関係にあるときには、カメラ６により検出されるマスクアライメントマーク２ａのアライメント中心が、基板アライメントマーク１１のアライメント中心に一致する。

　図１１（ａ）に示すように、カメラ６は、マスク２の位置を制御する制御装置９に接続されており、制御装置９は、カメラ６による検出結果によって、基板１とマスク２とのアライメントが必要な場合には、マスク２を移動させるように構成されている。例えば、カメラ６により検出される基板アライメントマーク１１のアライメント中心の位置がマスクアライメントマーク２ａのアライメント中心からずれている場合には、制御装置９は、基板アライメントマーク１１のアライメント中心がマスクアライメントマーク２ａのアライメント中心に一致するようにマスク２を移動させる。なお、図１１（ａ）に二点鎖線で示すように、制御装置９は、例えば基板１が載置されるステージ等に接続され、基板１を移動させることにより、基板１とマスク２とのアライメントを行うように構成されていてもよい。又は、制御装置９は、基板１及びマスク２の双方を移動させることにより、基板１とマスク２とのアライメントを行うように構成されていてもよい。

　図１１（ａ）に示すように、本実施形態においては、カメラ６は、例えば１焦点型の同軸落射式顕微鏡であり、アライメント光源５が内蔵されている。そして、アライメント光源５は、カメラ６が検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射するように構成されている。このアライメント光源５としては、レーザ光又は干渉フィルタを透過したランプ光を使用することができる。ランプ光源としては、例えばハロゲンランプを使用すれば、コストを低減でき、好ましい。なお、アライメント光源５は、カメラ６とは別体的に設けられていてもよい。アライメント光源５から出射された光は、例えば反射鏡及びビームスプリッタ等の光学系を介して、マスク２及び基板１に照射される。

　マイクロレンズアレイ３には、各マイクロレンズ毎に、多角視野絞り４２及び開口絞り４１が設けられている。本実施形態においては、図２７に示すように、多角視野絞りは、マイクロレンズの開口絞り４１の中に６角形状の開口として形成された６角視野絞り４２として構成されている。よって、図１１（ｂ）に示すように、基板１の反射光は、６角視野絞り４２により、６角形に囲まれた領域に対応する基板領域からの反射光のみが透過され、この領域の正立等倍像がマスク２上に結像される。

　図２５はマイクロレンズアレイを使用した露光装置を示す模式図である。露光対象の基板１の上方に、基板１に露光されるパターンが形成されたマスク２が、基板１に対して適長間隔をおいて配置されている。そして、この基板１とマスク２との間に、マイクロレンズ４を２次元的に配列したマイクロレンズアレイ３が配置されており、マスク２の上方から露光光がマスク２に対して照射され、マスク２を透過した露光光がマイクロレンズアレイ３により基板１上に投影され、マスク２に形成されたパターンが、マイクロレンズアレイ３により正立等倍像として、基板表面上のレジスト等に転写される。

　図２６は露光装置に使用されるマイクロレンズアレイ３を示す図である。図２６に示すように、マイクロレンズアレイ３は、例えば、４枚８レンズ構成であり、４枚の単位マイクロレンズアレイ３－１，３－２，３－３，３－４が積層された構造を有する。各単位マイクロレンズアレイ３－１乃至３－４は表裏２個の凸レンズにより表現される光学系から構成されている。これにより、露光光は単位マイクロレンズアレイ３－２と単位マイクロレンズアレイ３－３との間で一旦収束し、更に単位マイクロレンズアレイ３－４の下方の基板上で結像する。即ち、単位マイクロレンズアレイ３－２と単位マイクロレンズアレイ３－３との間には、マスク２の倒立等倍像が結像し、基板上には、マスク２の正立等倍像が結像する。単位マイクロレンズアレイ３－２と単位マイクロレンズアレイ３－３との間には、多角視野絞り（例えば６角視野絞り４２）が配置され、単位マイクロレンズアレイ３－３と単位マイクロレンズアレイ３－４との間には、円形の開口絞り４１が配置されている。開口絞り４１が各マイクロレンズのＮＡ（開口数）を制限すると共に、６角視野絞り４２が結像位置に近いところで６角形に視野を絞る。これらの６角視野絞り４２及び開口絞り４１はマイクロレンズ毎に設けられており、各マイクロレンズについて、マイクロレンズの光透過領域を開口絞り４１により円形に整形すると共に、露光光の基板上の露光領域を６角形に整形している。６角視野絞り４２は、例えば、図２７に示すように、マイクロレンズの開口絞り４１の中に６角形状の開口として形成される。よって、この６角視野絞り４２により、マイクロレンズアレイ３を透過した露光光は、スキャンが停止しているとすると、基板１上で図１３に示す６角形に囲まれた領域にのみ照射される。

　マイクロレンズアレイを使用したスキャン露光においては、通常、マスク２及び基板１を固定し、マイクロレンズアレイ３と露光光源及び光学系を、一体的に、紙面に垂直の方向に移動させることにより、露光光が基板１上をスキャンするようになっている。この場合に、基板１の上面及びマスク２の下面に、夫々、アライメントマーク１ａ及び２ａを設け、これらのアライメントマーク１ａ及び２ａを指標として、基板１とマスク２とを相対的に位置合わせする必要がある。

　このように、マイクロレンズアレイ３には、多角視野絞りが設けられているため、基板１に設けられたアライメントマークが、例えば図１４に示すように、２本の線状のマーク片１１１Ａ，１１１Ｂにより構成された十字形状の基板アライメントマーク１１１であるような場合においては、基板アライメントマーク１１１がマイクロレンズアレイ３のマイクロレンズ間に位置して、アライメントマークの検出ができない場合が生じる。また、図１４に示すように、基板アライメントマーク１１１の一部が６角視野絞り４２の開口をとおして検出できた場合においても、検出されたマーク片１１１Ｂが６角視野絞り４２の開口を構成する辺に平行である場合には、カメラ６により検出された像が、６角視野絞り４２の開口を構成する辺４２ｄの像であるか、又は基板アライメントマーク１１１のマーク片１１１Ｂの像であるかを識別することが難しい。

　図１２に示すように、本実施形態における基板アライメントマーク１１は、６角視野絞り４２の開口の全ての辺４２ａ乃至４２ｆに対して傾斜する方向に延びる複数本の線状のマーク片１１Ａ乃至１１Ｋにより構成されている。よって、カメラ６により検出された際に、検出されたマークが延びる方向は、６角視野絞り４２の辺に対して傾斜する。これにより、カメラ６により検出されるマーク片を６角視野絞り４２の開口に対して明確に識別できる。即ち、本実施形態における基板アライメントマーク１１は、アライメント中心１１０から放射状に延びる第１のマーク片１１Ａ乃至１１Ｃと、アライメント中心１１０を中心とする多角形（例えば８角形）の辺上に延びる複数個の第２のマーク片１１Ｄ乃至１１Ｋとからなる。そして、第１のマーク片及び第２のマーク片は、複数箇所で交差している。即ち、第１のマーク片１１Ｂは、２本の第２のマーク片１１Ｅ，１１Ｉと交差し、第１のマーク片１１Ｃは、２本の第２のマーク片１１Ｆ，１１Ｊと交差し、第１のマーク片１１Ａは、２本の第２のマーク片１１Ｄ及び１１Ｋと１点で交差し、また、２本の第２のマーク片１１Ｇ及び１１Ｈと１点で交差している。そして、これらのマーク片のうち、複数個のマーク片がいずれかの多角視野絞りの中に存在するように６角視野絞り４２及びマーク片の位置が決められている。

　図１３に示すように、第１のマーク片１１Ａ乃至１１Ｃが交差しているアライメント中心１１０が６角視野絞り４２の開口をとおして検出できた場合においては、このアライメント中心１１０を指標として、基板１及びマスク２のアライメントを行うことができる。しかし、図１５乃至図１７に示すように、マイクロレンズアレイ３に対して、基板アライメントマーク１１の相対的位置が図１３に示す状態からずれた場合、基板アライメントマーク１１のアライメント中心１１０は、２次元的に配置されたマイクロレンズ間の光を透過しない領域に位置するため、アライメント中心１１０は、６角視野絞り４２の開口をとおして検出できない。

　本発明においては、基板アライメントマーク１１は、例えばマーク片同士の交差部が６角視野絞り４２の開口をとおして検出される形状で設けられており、このマーク片１１Ａ乃至１１Ｋ同士が交差した点により、基板アライメントマーク１１のアライメント中心１１０が検出される。例えば図１５に示すように、マイクロレンズアレイ３に対する基板アライメントマーク１１の相対的位置が、図１３に示す状態から左右方向にずれた場合においては、第２のマーク片１１Ｅ，１１Ｆ同士の交差部及び第２のマーク片１１Ｉ，１１Ｊ同士の交差部が６角視野絞り３１の開口をとおして検出される。この場合においては、図１５（ｂ）に示すように、検出された交差部の中点が基板アライメントマークのアライメント中心１１０として検出される。また、図１６に示すように、マイクロレンズアレイ３に対する基板アライメントマーク１１の相対的位置が、図１３に示す状態から斜め方向にずれた場合においては、第２のマーク片１１Ｄ，１１Ｅ同士の交差部及び第２のマーク片１１Ｈ，１１Ｉ同士の交差部が６角視野絞り３１の開口をとおして検出される。この場合においては、図１６（ｂ）に示すように、検出された交差部の中点が基板アライメントマークのアライメント中心１１０として検出される。更に、図１７に示すように、マイクロレンズアレイ３に対する基板アライメントマーク１１の相対的位置が、図１３に示す状態から上下方向にずれた場合においては、第２のマーク片１１Ｊ，１１Ｋ同士の交差部、及び第１のマーク片１１Ａと第２のマーク片１１Ｇ，１１Ｈとの交差部が６角視野絞り３１の開口をとおして検出される。この場合においては、図１７（ｂ）に示すように、第１のマーク片１１Ａと第２のマーク片１１Ｇ，１１Ｈとの交差部を基準として、所定距離だけ離隔した位置が基板アライメントマークのアライメント中心１１０として検出される。この図１７に示す例においては、更に、第２のマーク片１１Ｊ，１１Ｋ同士の交差部も検出され、必要に応じて、基板アライメントマークのアライメント中心１１０の検出に利用される。

　次に、上述のごとく構成された本実施形態に係るアライメント装置の動作について説明する。マイクロレンズアレイ３は、露光時には、マスク２に設けられたパターン領域の下方に位置する。先ず、このマイクロレンズアレイ３が、図１１における右方向に移動されて、基板アライメントマーク１１とマスクアライメントマーク２ａとの間に移動される。次に、カメラ６に内蔵されたハロゲンランプ等のアライメント光源５からアライメント光を出射させる。このアライメント光は、例えば反射鏡及びビームスプリッタ等の光学系を介して、先ず、マスク２に照射される。マスク２に照射されたアライメント光は、マスクアライメントマーク２ａにより反射される。一方、マスク２に透過されたアライメント光は、マスク２の下方に配置されたマイクロレンズアレイ３に透過され、基板１上に照射される。

　そして、基板アライメントマーク１１に反射された反射光は、マイクロレンズアレイ３を透過して、再度マスク２に入射され、マスク２上に基板アライメントマーク１１の正立等倍像が結像される。このとき、マスク２上には、６角視野絞り３１の開口に対応する基板領域からの反射光のみが透過され、この領域の正立等倍像がマスク２上に結像される。そして、各反射光は、カメラ６のセンサに入射され、マスクアライメントマーク２ａ及びマスク２上に結像した基板アライメントマーク１１の正立等倍像が検出される。このように、マスク２上に結像した基板アライメントマーク１１の正立等倍像をカメラ６によって検出することにより、基板１とマスク２との間には、実際には、５乃至１５ｍｍのギャップＧが存在するが、カメラ６側では、このギャップＧに起因するフォーカス差が０となる。

　本実施形態においては、基板アライメントマーク１１は、６角視野絞り４２の開口の全ての辺４２ａ乃至４２ｆに対して傾斜する方向に延びる複数本の線状のマーク片１１Ａ乃至１１Ｋにより構成されている。よって、カメラ６により検出された際に、検出されたマークが延びる方向により、これを６角視野絞り４２の開口に対して明確に識別できる。

　カメラ６による基板アライメントマーク１１の検出の際、図１３に示すように、第１のマーク片１１Ａ乃至１１Ｃ同士が交差する基板アライメントマーク１１のアライメント中心１１０が６角視野絞り４２の開口をとおして検出できた場合においては、この基板アライメントマークのアライメント中心１１０を指標として、基板１及びマスク２のアライメントを行うことができる。例えば、カメラ６により検出される基板アライメントマーク１１のアライメント中心の位置が枠状のマスクアライメントマーク２ａの中心からずれている場合には、制御装置９により、基板アライメントマークのアライメント中心１１０がマスクアライメントマーク２ａの中心に位置するようにマスク２を移動させて、基板１とマスク２とのアライメントを行う。本実施形態においては、基板１とマスク２との間のギャップＧに起因するカメラ６側のフォーカス差が０となるため、基板１及びマスク２のアライメントマーク１１，２ａを指標として、基板１とマスク２とのアライメントを高精度で行うことができる。

　しかし、図１５乃至図１７に示すように、マイクロレンズアレイ３に対する基板アライメントマーク１１の相対的位置が図１３に示す状態からずれた場合、基板アライメントマークのアライメント中心１１０は、２次元的に配置されたマイクロレンズ間の光を透過しない領域に位置するため、アライメント中心１１０は、６角視野絞り４２の開口をとおして検出できない。しかし、本実施形態においては、基板アライメントマーク１１は、アライメント中心１１０から放射状に延びる第１のマーク片１１Ａ乃至１１Ｃと、アライメント中心１１０を中心とする多角形（例えば８角形）の辺上に延びる複数個の第２のマーク片１１Ｄ乃至１１Ｋとからなり、複数個のマーク片がいずれかの多角視野絞りの中に存在するように６角視野絞り４２及びマーク片の位置が決められている。即ち、基板アライメントマーク１１は、マーク片同士の交差部が６角視野絞り４２の開口をとおして検出される形状で設けられており、このマーク片１１Ａ乃至１１Ｋ同士が交差した点により、基板アライメントマーク１１のアライメント中心１１０が検出される。例えば、図１５に示すように、カメラ６により、第２のマーク片１１Ｅ，１１Ｆ同士の交差部及び第２のマーク片１１Ｉ，１１Ｊ同士の交差部が６角視野絞り４２の開口をとおして検出され、図１５（ｂ）に示すように、検出された交差部の中点が基板アライメントマークのアライメント中心１１０として検出される。又は、図１６に示すように、第２のマーク片１１Ｄ，１１Ｅ同士の交差部及び第２のマーク片１１Ｈ，１１Ｉ同士の交差部が６角視野絞り４２の開口をとおして検出され、図１６（ｂ）に示すように、検出された交差部の中点が基板アライメントマークのアライメント中心１１０として検出される。図１７に示すように、第１のマーク片１１Ａと第２のマーク片１１Ｇ，１１Ｈとの交差部が６角視野絞り４２の開口をとおして検出された場合においては、図１７（ｂ）に示すように、第１のマーク片１１Ａと第２のマーク片１１Ｇ，１１Ｈとの交差部を基準として、所定距離だけ離隔した位置が基板アライメントマークのアライメント中心１１０として検出される。よって、この基板アライメントマークのアライメント中心１１０が枠状のマスクアライメントマーク２ａの中心に位置するように、基板１とマスク２とのアライメントを行う。

　以上のように、本実施形態においては、基板アライメントマーク１１のアライメント中心１１０は、２次元的に配置されたマイクロレンズ間の光を透過しない領域に位置する場合においても、基板アライメントマーク１１の各線状のマーク片１１Ａ乃至１１Ｋ同士の交差点により、アライメント中心１１０を検出でき、検出されたアライメントマークにより、位置合わせ精度を高く維持できる。

　本実施形態のようにマイクロレンズアレイ３を使用して、マスク２上に基板アライメントマーク１１の正立等倍像を結像させ、これにより、基板とマスクとの間のギャップＧに起因するカメラ側のフォーカス差を０にすることにより、図１８（ａ）に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、アライメントマーク１１，２ａ間の相対位置は図１１に示す場合から変化せず、極めて高いアライメント精度を得ることができる。

　即ち、基板１及びマスク２の相対的位置合わせにマイクロレンズアレイ３を使用しない場合においては、図１９（ａ）に示すように、アライメント光が基板１及びマスク２に垂直に照射される場合には、図１９（ｂ）に示すように、所定のアライメント精度が得られる。しかし、図１９（ｃ）に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においては、反射光の光路が変化し、基板１とマスク２との間のギャップＧにより、基板１とマスク２とが所定の位置関係にある場合においても、図１９（ｄ）に示すように、カメラ６側で検出するアライメントマーク１ａ，２ａの位置がずれてしまう。そうすると、実際上、アライメントマーク２ａとアライメントマーク１ａとはその位置が一致しており、マスク２と基板１とはアライメントがとれているにも拘わらず、カメラ６においては、アライメントがとれていないと誤観察されてしまう。換言すれば、基板１とマスク２とでアライメントがとれていないにも拘わらず、カメラ６にて、アライメントマーク１ａがアライメントマーク２ａの中心にあるように観察されてしまうことが生じ、基板１とマスク２とがアライメントがとれていると誤観察されてしまう。

　これに対して、本実施形態においては、マイクロレンズアレイ３により、基板アライメントマーク１１の正立等倍像を、マスク２上に結像させるため、図１８に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、カメラ６により検出される基板及びマスクのアライメントマーク１１及び２ａの相対位置は変化せず、極めて高いアライメント精度を得ることができる。

　基板１とマスク２とのアライメント後には、マイクロレンズアレイ３は、図１１における左方向に移動されて、マスク２に設けられたパターン領域の下方に移動され、その後、露光光が出射されて、マイクロレンズアレイ３によるスキャン露光が開始される。本実施形態においては、上記のように、高いアライメント精度が得られるため、スキャン露光における露光精度を極めて高く維持することができる。

　本実施形態においては、アライメント光源５は、カメラ６に内蔵されており、カメラ６が検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射するように構成されている場合について説明したが、本発明においては、基板１及びマスク２の一方の正立等倍像を他方に結像させ、これをカメラ６により検出できるように構成されていればよく、アライメント光源５が出射する光の光軸は、カメラにて検出される反射光の光軸と同軸でなくてもよい。

　次に、本実施形態の変形例に係る基板アライメントマークについて説明する。図２０は第６実施形態に係る基板アライメントマークの変形例を示す図である。図２０に示すように、この基板アライメントマーク１２は、第６実施形態における第２のマーク片１１Ｄ乃至１１Ｋが２分割され、中央に隙間が形成されている。即ち、本実施形態における基板アライメントマーク１２は、アライメント中心１２０から放射状に延びる３本の第１のマーク片１２Ａ乃至１２Ｃと、アライメント中心１２０を中心とする多角形の辺上に延びる複数個の第２のマーク片１２Ｄ乃至１２Ｗとからなる。そして、第１のマーク片及び第２のマーク片は、複数箇所で交差している。即ち、第１のマーク片１２Ｂは、２本の第２のマーク片１２Ｇ，１２Ｑと交差し、第１のマーク片１２Ｃは、２本の第２のマーク片１２Ｊ，１２Ｔと交差し、第１のマーク片１２Ａは、２本の第２のマーク片１２Ｄ及び１２Ｗと１点で交差し、また、２本の第２のマーク片１２Ｍ及び１２Ｎと１点で交差している。しかし、本実施形態においても、基板アライメントマークを構成するマーク片同士の交差点の数は、第６実施形態と同一である。よって、第６実施形態と同様のアライメント方法により、同様の効果が得られる。

　次に、本発明の第７実施形態に係る基板アライメントマークについて説明する。図２１（ａ）は本発明の第７実施形態に係る基板アライメントマークを示す図、図２１（ｂ）は基板アライメントマークをマイクロレンズアレイと共に示す図である。図２１（ａ）に示すように、本実施形態に係る基板アライメントマーク１３は、第６実施形態の基板アライメントマーク１１において、アライメント中心１３０側にこのアライメント中心を共通の中心とする８角形の辺上に連なって配置された線状のマーク片１３ｄ乃至１３ｋを有している。その他のマーク片１３Ａ乃至１３Ｃは、第６実施例のマーク片１１Ａ乃至１１Ｃと同様であり、マーク片１３Ｄ乃至１３Ｋも、第６実施例のマーク片１１Ｄ乃至１１Ｋと同様である。

　このように、アライメント中心１３０を共通の中心とするマーク片１３ｄ乃至１３ｋを設けることにより、第６実施形態で上記した場合に加えて、図２１（ｂ）に示すように、アライメント中心１３０側のマーク片１３ｄ，１３ｅの交差点及び外側のマーク片１３Ｄ，１３Ｅの交差点の双方が、１個の６角視野絞り４２の開口をとおしてマスク２上に結像される場合が生じる。この場合には、交差点同士の延長線上に所定距離だけ離隔した位置が基板アライメントマーク１３のアライメント中心１３０として検出される。そして、この検出されたアライメント中心１３０の位置を指標として、基板１及びマスク２のアライメントを行うことができる。

　本実施形態においても、第６実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態においても、基板アライメントマークは、第６実施形態と同様の変形が可能である。例えば、第７実施形態に係る基板アライメントマーク１３において、アライメント中心１３０を取り囲むように形成されたマーク片１３Ｄ乃至１３Ｋ，１３ｄ乃至１３ｋが２分割され、中央に隙間が形成されていてもよく、図２２に示すような基板アライメントマーク１４を使用することができる。

　なお、図２１（ｂ）に示すように、このアライメントマーク１３は、線対称の多角形形状の図形からなり、多角視野絞りの開口部を構成するいずれかの縁辺と平行にならないように配置された多角形形状部と、前記多角形形状部の中心から、前記多角形形状部を横断する少なくとも６本の放射線からなる放射線部と、を有し、前記多角形形状部及び前記放射線部の全体が、前記レンズの大きさより大きく、４個の隣接するレンズの全体の大きさより小さいものである。従って、前述のごとく、アライメントマーク１３の線分を、多角視野絞り４２の縁辺と区別することができ、更に、いずれかの線分が多角視野絞り４２の中に存在するので、アライメントマーク１３の中心を精度良く検出することができる。

　次に、本発明の第８実施形態に係る基板アライメントマークについて説明する。図２３（ａ），（ｂ）は本発明の第８実施形態に係る基板アライメントマークを示す図である。図２３（ａ）に示すように、本実施形態に係る基板アライメントマーク１５は、第７実施形態の基板アライメントマーク１３において、アライメント中心１３０側のマーク片と、外側に配置されたマーク片とは、線の太さが異なっている。よって本実施形態においては、アライメント中心１３０側の線状マークと外側のマーク片との識別が容易である。その他の構成及び効果は第６及び第７実施形態と同様である。

　なお、本実施形態においても、基板アライメントマーク１５は、第６及び第７実施形態と同様の変形が可能である。例えば、第８実施形態に係る基板アライメントマーク１５において、アライメント中心を取り囲むように形成された線状のマークが２分割され、中央に隙間が形成されていてもよく、図２３（ｂ）に示すような基板アライメントマーク１６を使用することができる。

　上記第６乃至第８実施形態においては、基板アライメントマークの正立等倍像をマスク上に結像させる場合について説明したが、マスクアライメントマークの正立等倍像を基板上に結像させる場合においても、マスクアライメントマークを、アライメント中心から放射状に延びる第１群のマーク片と、アライメント中心を中心とする多角形の辺上に延びる第２群のマーク片とにより構成し、これらのマーク片のうち、複数個のマーク片がいずれかの多角視野絞りの中に存在するように６角視野絞り及びマーク片の位置が決められていれば、第６乃至第８実施形態と同様の効果が得られる。

　次に、本発明の第９実施形態に係る露光装置について説明する。図２４（ａ）は本発明の第９実施形態に係る基板及びマスクのアライメント方法を示す図、（ｂ）はマスクアライメントマークを示す図である。図２４（ａ）に示すように、本実施形態においては、アライメント光源５及びカメラ６は、基板１の下方に配置されており、基板の下方からアライメント用の光を照射する。また、基板アライメントマーク１ｂが枠状をなし、マスクアライメントマーク２Ｂは、図２４（ｂ）に示すように、第６実施形態における基板アライメントマーク１１と同様の形状で設けられている。本実施形態においては、露光対象の基板１は、例えばＰＩ（ポリイミド）及びＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）等の光透過性の材料からなり、アライメント用の光は、基板１を透過して、マスク２に照射される。即ち、本実施形態においては、基板１が光透過性の材料からなる場合において、アライメント光の照射方向並びに基板１及びマスク２の各アライメントマーク１ｂ，２Ｂの形状が第６実施形態と異なり、その他の構成は、第６実施形態と同様である。本実施形態のように、アライメント光を基板の下方から照射する場合においても、第６実施形態と同様のアライメント方法により、高精度のアライメントを実現できる。

　次に、本発明の第１０実施形態について説明する。図２８は本発明の実施形態に係る露光装置を示す図、図２９はマイクロレンズアレイのマイクロレンズの配置を示す図、図３０はマイクロレンズアレイの構造を示す図、図３１は開口形状を示す図、図３２はマイクロレンズアレイによる露光原理を示す図である。基板１と、この基板１に転写すべき露光パターンが形成されたマスク２との間に、マイクロレンズアレイ３が配置されている。このマイクロレンズアレイ３を間に配設するために、基板１とマスク２との間のギャップは、前述のごとく、５乃至１５ｍｍである。マイクロレンズアレイ３は、後述するようにして、マスク２に設けられたパターンの正立等倍像を基板１に結像させる。

　そして、基板１の上面のマスク２に対する対向面には、基板アライメントマーク３２が配置されており、マスク２の下面の基板１に対する対向面には、マスクアライメントマーク３１が配置されている。

　また、図２９及び図３０に示すように、マイクロレンズアレイ３は多数のマイクロレンズ４が２次元的に配置されて構成されており、各マイクロレンズ４には６角形状の６角視野絞り４２が配置されており、この６角視野絞り４２を透過した光のみが基板１に照射される。マイクロレンズアレイ３は、図３０に示すように、例えば，４枚の単位マイクロレンズアレイ３－１，３－２，３－３，３－４が積層されて構成されており、各単位マイクロレンズアレイ３－１，３－２，３－３，３－４はガラス板の上面及び下面に凸レンズとしてのマイクロレンズ４が形成された構造を有している。そして、最上層の単位マイクロレンズアレイ３－１の上面には、マイクロレンズ４以外の領域に、Ｃｒ膜等の遮光膜４３が形成されており、この遮光膜４３に設けられた円形の開口４０内に凸レンズとしてのマイクロレンズ２ａが配置されている。この遮光膜４３は、迷光を防止するために、マイクロレンズ４以外の領域に照射された露光光を反射して、マイクロレンズ４以外の領域に露光光が入射することを防止している。

　また、単位マイクロレンズアレイ３－２と、単位マイクロレンズアレイ３－３との間には、６角視野絞り４２が配置され、単位マイクロレンズアレイ３－３と単位マイクロレンズアレイ３－４との間には、開口数を規定する円形の開口絞り４１が配置されている。６角視野絞り４２は、図３１（ａ）に示すように、レンズ形状を示す遮光膜４３の開口４０内に、６角形状の開口として設けられており、円形の開口絞り４１は、図３１（ｂ）に示すように、開口４０内に、円形の開口として設けられている。そして、図３０に示すように、マスク２を透過した露光光は、４枚の単位マイクロレンズアレイにより、先ず、単位マイクロレンズアレイ３－２と単位マイクロレンズアレイ３－３との間で倒立等倍像として一旦結像し、単位マイクロレンズアレイ３－３と単位マイクロレンズアレイ３－４との間で最大拡大した後、単位マイクロレンズアレイ３－４から出射して基板１上に正立等倍像として結像する。このとき、倒立等倍像として結像する位置には、６角視野絞り４２が配置されているので、マスクパターンは、この６角形の形状に整形されて基板１に転写される。円形絞り４１は、露光光の最大拡大部の形状を円形に整形するものであり、マイクロレンズのＮＡ（開口数）を規定する。

　本実施形態の露光装置においては、基板１とマスク２とは固定されていて、マイクロレンズ３及び光源（図示せず）が一体的に同期してスキャン方向Ｓに移動することにより、基板１の表面の例えばレジスト膜にマスク２のパターンをスキャン露光するか、又はマイクロレンズアレイ３及び光源が固定されていて、基板１及びマスク２が一体的に同期してスキャン方向Ｓに移動することにより、基板１の表面のレジスト膜にマスク２のパターンをスキャン露光する。

　このとき、基板１の表面においては、瞬間的に、図３２示すように６角視野絞り４２の６角形の部分に露光光が照射される。この図３２及び図２９に示すように、マイクロレンズは、スキャン方向Ｓに垂直の方向に並んで配置されており、スキャン方向Ｓに垂直の方向に並ぶマイクロレンズ列に関し、スキャン方向Ｓに隣接するマイクロレンズ列は、スキャン方向Ｓに垂直の方向に若干ずれて配置されている。即ち、マイクロレンズの６角視野絞り４２は６角形状をなし、スキャン方向Ｓに垂直の方向に対し、左側の三角形部分４５ｂと、中間の矩形部分４５ａと、右側の三角形部分４５ｃとから構成されている。そして、マイクロレンズ列の左側の三角形部分４５ｂと、スキャン方向Ｓに隣接するマイクロレンズ列の右側の三角形部分４５ｃとがスキャン方向Ｓに関して重なるように、複数個のマイクロレンズ列がスキャン方向Ｓに配置されている。よって、マイクロレンズ４はスキャン方向Ｓに垂直の方向については１直線上にならび、スキャン方向Ｓについては若干ずれて配置されている。そして、これらのマイクロレンズ列は、スキャン方向Ｓに関し、３列で１群となるように配置されており、４列目のマイクロレンズ列は１列目のマイクロレンズ列と同一の位置に配置されている。即ち、１列目と４列目のマイクロレンズ列は、マイクロレンズ４のスキャン方向Ｓに垂直の方向の位置が同一である。

　そして、マイクロレンズアレイ３及び光源と、基板１及びマスク２とが、相対的にスキャン方向Ｓに移動すると、基板１上においては、スキャン方向Ｓに垂直の方向に関して、先ず、１列目のマイクロレンズ列の６角視野絞りの右側三角形部分４５ｃの通過を受ける領域は、その後、２列目のマイクロレンズ列の６角視野絞りの左側三角形部分４５ｂの通過を受け、３列目のマイクロレンズ列では開口部の通過はない。一方、１列目のマイクロレンズ列の６角視野絞りの矩形部分４５ａの通過を受ける領域は、その後、２列目及び３列目のマイクロレンズ列では開口部の通過はない。更に、１列目のマイクロレンズ列の６角視野絞りの左側三角形部分４５ｂの通過を受ける領域は、その後、２列目のマイクロレンズ列では開口部の通過を受けず、３列目のマイクロレンズ列の６角視野絞りの右側三角形部分４５ｃの通過を受ける。このようにして、スキャンの際、基板１上の領域は、３列のマイクロレンズ列が通過する都度、６角視野絞り４２の２個の三角形部分４５ｂ、４５ｃの通過を受けるか、又は１個の矩形部分４５ａの通過を受ける。三角形部分４５ｂ、４５ｃの開口面積は、矩形部分４５ａの開口面積の１／２であるから、マイクロレンズ列が３列通過する都度、スキャン方向Ｓに関して均一な光量の露光を受けることになる。４列目のマイクロレンズ列は、スキャン方向Ｓに垂直の方向に関して１列目のマイクロレンズ列と同一の位置にマイクロレンズが配置されているので、以後、３列１群となって、同一の露光が繰り返される。従って、マイクロレンズアレイ３として、スキャン方向Ｓについて３ｎ（ｎは自然数）列のマイクロレンズ列を設け、この３ｎ列のマイクロレンズ列をスキャンさせることにより、基板１は、そのスキャン領域の全域にて、均一な光量の均等な露光を受ける。これにより、マイクロレンズアレイ３及び光源が、基板１及びマスク２に対してスキャン方向Ｓに相対的に移動することにより、マスク２に形成されたパターンが基板１上に露光される。このようにして、マイクロレンズアレイ３により、マスク２のマスクパターンの正立等倍像が基板１に転写される。

　本実施形態においては、マイクロレンズアレイ３は、図２５に示すように、露光工程において、マスク２のマスクパターンの正立等倍像を基板１に結像させるために使用すると共に、図２８に示すように、アライメント工程において、マイクロレンズアレイ３を基板１とマスク２との位置合わせに使用する。即ち、アライメント工程においては、マイクロレンズアレイ３を基板アライメントマーク３２とマスクアライメントマーク３１との間に移動させ、マスク２の上方から、カメラ５１によりマスクアライメントマーク３１と基板アライメントマーク３２とを検出する。

　このカメラ５１は、例えば、１焦点型の同軸落射式顕微鏡であり、アライメント用の光源と、像撮影用のセンサとが内蔵されている。即ち、カメラ５１から、アライメント光を照射すると共に、アライメント光の反射光を、アライメント光の光軸と同軸的に入射させて、この反射光を検出する。カメラ５１によるアライメント光の照射及びアライメント光の反射光の検出は、制御部５２により制御される。また、制御部５２は、マスクアライメントマーク３１及び基板アライメントマーク３２の検出結果に基づいて、マスク２と基板１との相対的位置合わせのための駆動源（図示せず）を制御する。アライメント光源は、カメラ５１が検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射するように構成されており、このアライメント光源としては、レーザ光又は干渉フィルタを透過したランプ光を使用することができる。ランプ光源として、例えばハロゲンランプを使用すれば、コストを低減でき、好ましい。なお、アライメント光源は、カメラ５１とは別体的に設けられていてもよい。アライメント光源から出射された光は、例えば反射鏡及びビームスプリッタ等の光学系を介して、マスク２及び基板１に照射される。

　図３３（ｂ）は、比較例のマスクアライメントマーク３１の形状を示す。即ち、このマスクアライメントマーク３１は、ガラス基板３４上に、Ｃｒ膜のように光を反射する金属膜３３により口の形のパターンが形成されたものである。アライメントマーク３１の中心部は、金属膜３３が存在しない所謂抜き部３５であり、露光光が透過する。よって、このマスクアライメントマーク３１においては、金属膜３３と抜き部３５との境界である辺３ａ，３ｂ、３ｃ、３ｄにより、マーク形状が規定される。

　ところで、カメラ５１のセンサがこのマスクアライメントマーク３１を検出した場合、マイクロレンズアレイ３については図２９に示すように検出される。即ち、カメラ５１からのアライメント光がマイクロレンズアレイ３に照射されると、マイクロレンズアレイ３の最上層の遮光膜４３からの反射光は、その光量が多いために、白く見える。そして、遮光膜４３が存在しない開口４０にはマイクロレンズ４が設けられており、このマイクロレンズ４に入射した光は、６角視野絞り４２で６角形に整形されて基板１に照射され、基板１の基板アライメントマーク３２で反射した光がマイクロレンズ４を介してカメラ５１に戻り、基板アライメントマーク３２がカメラ５１のセンサで検出される。このとき、６角視野絞り４２を透過して基板１で反射する光は光量が多く、白く見える。一方、遮光膜４３の開口４０は透過するが、６角視野絞り４２は透過しない光は、この６角視野絞り１２で反射して、カメラ５１に戻り、カメラ５１のセンサに検出される。この６角視野絞り４２の反射光は、図２９に示すように、カメラ５１のセンサでは灰色に見える。

　図３３（ａ）はこのマスクアライメントマーク３１をマイクロレンズアレイ２に重ねて表示した図である。マスクアライメントマーク３１の各辺３ａ，３ｂ、３ｃ、３ｄは、マスク２とマイクロレンズアレイ３との相対的位置関係によっては、辺３ｄが２個のマイクロレンズ列の間に位置する場合が存在する。この場合に、カメラ５１からのアライメント光がマスクアライメントマーク３１で反射したときの反射光は、その光量が多く、カメラ５１のセンサにて白く見えるため、マイクロレンズアレイ３の遮光膜４３で反射したときの反射光と、同化してしまい、区別がつかない。このため、図３３（ｃ）にカメラ５１のセンサにて検出する画像を示すように、マスクアライメントマーク３１の辺３ｄは、遮光膜４３における反射光と同化して、その位置を検出できない。

　一方，図３４（ｂ）は本発明の実施形態のマスクアライメントマーク３１の構成を示す。本発明の実施形態のマスクアライメントマーク３１は、図３３と同様に、ガラス基板３４の上に、Ｃｒ膜等の遮光反射膜である金属膜３３により正方形の抜き部３５が形成されたものである。このマスクアライメントマーク３１は、金属膜３３と抜き部３５との境界に、辺３ｅ，３ｆ、３ｇ、３ｈが形成されており、この辺３ｅ，３ｆ、３ｇ、３ｈにより、マスクアライメントマーク３１の形状が規定されている。これらの辺３ｅ，３ｆ、３ｇ、３ｈは、いずれも、マイクロレンズアレイ３におけるマイクロレンズ４の配列方向に一致する方向に延びるものはない。即ち、各辺３ｅ，３ｆ、３ｇ、３ｈは、いずれも、マイクロレンズ２ａが直線上に配列された第１方向に対し、傾斜している。本実施形態においては、マイクロレンズはスキャン方向Ｓに垂直の方向に配列されているので、このスキャン方向Ｓに垂直の方向が第１方向であり、全ての辺３ｅ，３ｆ、３ｇ、３ｈはスキャン方向Ｓに対して傾斜している。本実施形態においては、辺３ｅ，３ｆ、３ｇ、３ｈはスキャン方向Ｓに対して４５°の角度で交差している。

　本発明においては、このように、マスクアライメントマーク３１の各辺３ｅ，３ｆ、３ｇ、３ｈは、マイクロレンズの配列方向に対して一致していないので、図３４（ａ）に示すように、マイクロレンズ列間に位置する辺は存在しない。このため、図３４（ｃ）に示すように、カメラ４のセンサにて、６角視野絞り４２で反射した光（灰色光）と、金属膜３３で反射した光（白色光）との境界として、全ての辺３ｅ，３ｆ、３ｇ、３ｈが検出される。

　次に、上述のごとく構成された本発明の実施形態の動作について説明する。マイクロレンズアレイ２を、基板１の基板アライメントマーク３２とマスク２のマスクアライメントマーク３１との間に配置し、マスク２の上方から、落射顕微鏡であるカメラ５１により、アライメント光をマスクアライメントマーク３１及び基板アライメントマーク３２に向けて垂直下方に照射する。そうすると、図３４（ａ）に示すように、カメラ５１のセンサは、マスクアライメントマーク３１の金属膜３３からの反射光と、マイクロレンズアレイ３の遮光膜４３からの反射光を、いずれも白色光として検出し、６角視野絞り４２で反射した反射光を、灰色光として検出すると共に、６角視野絞り４２を透過したアライメント光が、基板１の基板アライメントマーク３２で反射した反射光を検出する。マイクロレンズアレイ２により、６角視野絞り４２を透過したアライメント光は、基板１上に結像し、基板アライメントマーク３２で反射した後、マイクロレンズアレイ３により、マスク２に結像する。

　一方、マスクアライメントマーク３１は、図３４（ｃ）に示すように、マスクアライメントマーク３１の各辺３ｅ，３ｆ、３ｇ、３ｈが、マイクロレンズアレイ３上に重なって、カメラ５１のセンサにより検出される。このとき、マスクアライメントマーク３１の各辺３ｅ，３ｆ、３ｇ、３ｈは、マイクロレンズの配列方向に一致していないので、マイクロレンズ列間に位置することはなく、図３４（ｃ）に示すように、全ての辺３ｅ，３ｆ、３ｇ、３ｈが６角視野絞り４２で反射した反射光（灰色光）の上に検出される。

　よって、カメラ５１のセンサは、マスク２の下面において、マスクアライメントマーク３１の輪郭（全ての辺３ｅ，３ｆ、３ｇ、３ｈ）を、６角視野絞り４２で反射した反射光の上に検出することができる。また、基板アライメントマーク３２は、マイクロレンズアレイ３によりマスク２の下面に結像した基板アライメントマーク３２からの反射光として検出することができる。いずれのマークも、マスク２の下面で検出することができるので、カメラ５１はその焦点深度の範囲内で、双方のマークを同時に検出することができる。

　このため、マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、基板１とマスク２とのギャップが大きい場合にも、同一面（マスク下面）でマスクアライメントマーク３１と基板アライメントマーク３２とを同時に検出することができ、基板１とマスク２とを高精度でアライメントをとることができる。

　また、カメラ５１が、基板アライメントマーク３２とマスクアライメントマーク３１とを同一面で検出しているので、カメラ５１の光軸がマスク２に対して傾斜した場合にも、基板１とマスク２とのアライメントがとれている場合には、必ず、マスクアライメントマーク３１と基板アライメントマーク３２とが整合した位置に検出されるので、マスク２と基板１とのアライメントを誤検出することがない。

　更に、図３３と図３４との対比からわかるように、本発明の場合（図３４）は、マスクアライメントマーク３１の輪郭を示す辺の中に、マイクロレンズの配列方向に延びるものが存在しないので、全ての辺を、反射光の中から検出することができ、マスクアライメントマーク３１を高精度で検出することができる。よって、マスク３と基板１とのアライメント精度を一層向上させることができる。

　本発明は、上記実施形態に限定されないことは勿論である。例えば、上記実施形態では、アライメント光をマスクの上方からマスク及び基板に照射し、マスクの上方でアライメント光を検出しているが、このアライメント光の照射及び検出は、基板１の下方から行ってもよい。基板１の下方にカメラ５１をそのアライメント光照射方向を上方に向けて配置し、基板アライメントマーク３２を基板１の上面で検出し、マスクアライメントマーク３１を、マイクロレンズアレイ３により基板１の上面に結像させて基板１の上面で検出してもよい。この場合は、基板アライメントマーク３２を図３４に示すように形成すればよい。則ち、基板アライメントマーク３２の輪郭の各辺を、マイクロレンズアレイの配列方向に一致させないように形成することが必要である。

　なお、上記実施形態においては、多角視野絞りは６角視野絞り４２であり、マイクロレンズ列が３列毎にマイクロレンズ列群を構成しているが、本発明は、これに限らず種々の態様が可能である。例えば、マイクロレンズにより基板上の視野を規定する多角視野絞りは、６角視野絞りに限らず、例えば、菱形、平行四辺形又は台形状等の開口を有するものでもよい。例えば、この台形状（４角形）の視野絞りにおいても、中央の矩形の部分と、その両側の三角形の部分とに視野領域を分解することができる。また、１群のマイクロレンズ列群を構成するマイクロレンズ列は３列に限らず、例えば、上述の台形及び平行四辺形（横長）の開口の場合は、３列毎に１群を構成するが、菱形及び平行四辺形（縦長）の場合は、２列毎に１群を構成することになる。更に、図３２に示すマイクロレンズの配列は、スキャン方向Ｓに関して３列で１群を構成して、４列目のマイクロレンズ列は１列目のマイクロレンズ列とスキャン方向Ｓに垂直の方向に関して同一の位置に配置されているが、設計したレンズ性能によっては、レンズサイズ及び視野幅（６角視野絞り幅）が異なるために、レンズピッチ間隔と視野幅の比率が変更される場合がある。その場合、レンズピッチを視野幅の整数倍になるように調整すると、３列構成にならない場合も生じる。

　また、上記実施形態では、露光用のマイクロレンズアレイ３をマスクアライメントマーク３１と基板アライメントマーク３２との間に移動させて、基板アライメントマーク３２の像をマスク上に投影しているが、アライメント用に専用のマイクロレンズアレイを設けたり、露光用とアライメント用の双方の機能を持つ大型のマイクロレンズアレイを配置してもよい。

　次に、本発明の第１１実施形態について説明する。図３５（ａ）乃至図３５（ｃ）は、本発明の第１１実施形態に係るアライメント装置において、多角視野絞りを介して検出される基板アライメントマークの像をマイクロレンズアレイと共に示す図、及びカメラにより撮像された基板アライメントマークの像を重ね合わせた状態を示す図、図３６（ａ）は本発明の第１１実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図３６（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。図３６に示すように、本実施形態においては、アライメント装置が設けられる露光装置は、従来のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置と同様に、基板１とマスク２との間にマイクロレンズアレイ３が設けられており、露光光源８から出射された露光光をマスク２に形成されたパターンに透過させ、マイクロレンズアレイ３により、パターンの正立等倍像を基板上に結像させる。そして、マスク２及び基板１に対して、マイクロレンズアレイ３と露光光源及び光学系を、一体的に、図３６における紙面に垂直の方向（以下、スキャン露光方向とよぶ）に相対移動させることにより、露光光が基板１上をスキャンし、マスク２のパターンが基板１上に転写されるように構成されている。この露光装置において、アライメント装置は、基板１とマスク２との相対的位置合わせに使用される。

　本実施形態に係るアライメント装置には、マスク２の上方に、基板１に設けられた基板アライメントマーク１ａとマスク２に設けられたマスクアライメントマーク２ａに、マスク２の上方からアライメント用の光を照射するアライメント光源５が設けられている。図３６（ａ）に示すように、本実施形態においては、アライメント光源５は、基板アライメントマーク１ａ及びマスクアライメントマーク２ａを検出するカメラ６と共に、１焦点型の同軸落射式顕微鏡に内蔵されている。そして、アライメント光源５は、カメラ６が検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射するように構成されている。このアライメント光源５としては、レーザ光又は干渉フィルタを透過したランプ光を使用することができる。ランプ光源としては、例えばハロゲンランプを使用すれば、コストを低減でき、好ましい。なお、アライメント光源５は、カメラ６とは別体的に設けられていてもよい。アライメント光源５から出射された光は、例えば反射鏡及びビームスプリッタ等の光学系を介して、マスク２及び基板１に照射される。

　マイクロレンズアレイ３は、図２６に示すマイクロレンズアレイと同様に、例えば、４枚８レンズ構成であり、４枚の単位マイクロレンズアレイ３－１，３－２，３－３，３－４が積層された構造を有する。各単位マイクロレンズアレイ３－１乃至３－４は、複数個のマイクロレンズ４が２次元的に配置されて構成されている。例えば単位マイクロレンズアレイ３－１乃至３－４は、複数個のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズ列が、その配列方向に直交する方向に複数列配置されたものである。そして、隣接するマイクロレンズ列のマイクロレンズ同士は、相互に列方向に偏倚しており、例えば３列のマイクロレンズ列により、１マイクロレンズ列群が構成されている。そして、マイクロレンズアレイ３は、各マイクロレンズ列におけるマイクロレンズの配列方向が、基板１及びマスク２に対する相対的スキャン露光方向に直交する方向となるように、露光装置及びアライメント装置に配置されている。本実施形態においては、マイクロレンズアレイ３は、基板１とマスク２との相対的位置合わせの際には、基板アライメントマーク１ａとマスクアライメントマーク２ａとの間に移動され、１枚のマイクロレンズアレイ３を露光時とアライメント時で移動させ、露光用のマイクロレンズアレイ３をアライメント用に共用して使用される。

　露光装置には、例えばマイクロレンズアレイ３を移動させる駆動装置（図示せず）が設けられており、制御装置により制御されている。そして、露光時には、制御装置は、マイクロレンズアレイ３を光源８と一体的にスキャン露光方向に移動させるように制御する。また、アライメント時においては、アライメント光が照射された状態で、制御装置は、マイクロレンズアレイ３をスキャン露光方向に移動させるように制御し、これにより、基板１から反射された光が、マイクロレンズアレイ３の６角視野絞り４２の６角形の開口に対応して、カメラ６側から検出されるように構成されている。本実施形態においては、マイクロレンズアレイ３の移動方向は、露光時とアライメント時とで同一の方向である。

　マスク２には、例えば枠状のマスクアライメントマーク２ａが設けられており、基板１には、例えばマスクアライメントマーク２ａよりも大きさが小さく、矩形の基板アライメントマーク１ａが設けられている。そして、アライメント時に、基板１とマスク２とが所定の位置関係にあるときには、図３６（ｂ）に示すように、カメラ６により検出される基板アライメントマーク１ａは、マスクアライメントマーク２ａの中心に位置する。

　本実施形態においては、基板１とマスク２とのアライメントの際には、マイクロレンズアレイ３により、基板アライメントマーク１ａから反射した正立等倍像がマスク２上に結像され、マスク２の上方に設けられたカメラ６により、マスクアライメントマーク２ａから反射した反射光及びマスク２上に結像した基板アライメントマーク１ａの正立等倍像を同時に検出するように構成されている。

　図３６（ａ）に示すように、カメラ６は、マスク２の位置を制御する第２の制御装置９に接続されており、第２の制御装置９は、カメラ６による検出結果によって、基板１とマスク２とのアライメントが必要な場合には、マスク２を移動させるように構成されている。例えば、カメラ６により検出される基板アライメントマーク１ａの位置が枠状のマスクアライメントマーク２ａの中心からずれている場合には、第２の制御装置９は、基板アライメントマーク１ａがマスクアライメントマーク２ａの中心に位置するようにマスク２を移動させる。なお、図３６（ａ）に二点鎖線で示すように、第２の制御装置９は、例えば基板１が載置されるステージ等に接続され、基板１を移動させることにより、基板１とマスク２とのアライメントを行うように構成されていてもよい。又は、第２の制御装置９は、基板１及びマスク２の双方を移動させることにより、基板１とマスク２とのアライメントを行うように構成されていてもよい。

　アライメントの際には、マスクアライメントマーク２ａと基板アライメントマーク１ａとの間に配置されたマイクロレンズアレイ３により、基板アライメントマーク１ａから反射された反射光は、マイクロレンズアレイ３を透過し、マスク２上には、基板アライメントマーク１ａの正立等倍像が結像される。よって、基板１とマスク２との間には、実際には、５乃至１５ｍｍのギャップＧが存在するが、このギャップＧに起因するカメラ６側のフォーカス差が０となる。よって、カメラ６のセンサに対する距離が異なる基板１及びマスク２のアライメントマーク１ａ，２ａをカメラ６に同時に結像させることができ、各アライメントマークを指標として、基板１とマスク２との位置を調整すれば、基板１とマスク２とのアライメントを高精度で行うことができる。また、カメラ側のフォーカス差を０にすることにより、図３７（ａ）に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、アライメントマーク同士の相対位置は変化せず（図３７（ｂ））、極めて高いアライメント精度を得ることができる。

　マイクロレンズアレイ３の単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置には、例えば図２７に示すような６角視野絞り４２が配置されている。よって、マスク２上に結像される基板アライメントマーク１ａの像は、６角視野絞り４２の開口に対応した像となる。従って、瞬間的には、基板アライメントマーク１ａの端縁が６角視野絞り４２の開口に対応する位置にない場合が生じ、カメラ６側から基板アライメントマーク１ａの端縁を検出できず、基板アライメントマーク１ａの中心位置が特定できずに、検出した像を基板１とマスク２とのアライメントに使用できない場合が生じる。

　しかし、本実施形態においては、マイクロレンズアレイ３は、複数個のマイクロレンズがスキャン露光方向に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が、そのスキャン露光方向に複数列配置されると共に、スキャン露光方向に隣接する２列のマイクロレンズ列の相互間は、スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、アライメント時には、制御装置によりスキャン露光方向に移動するように制御される。そして、制御装置は、カメラにより、両アライメントマークの像を、マイクロレンズアレイ３の各マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で複数回撮像し、撮像された複数個の像を重ね合わせて、この重ね合わされた基板アライメントマーク１ａ及びマスクアライメントマーク２ａの像をアライメントに使用する。よって、多角視野絞りが設けられている場合においても、基板アライメントマークの１ａの端縁を確実に特定できる。即ち、図３５（ａ）乃至図３５（ｃ）に示すように、カメラ６により検出される基板アライメントマーク１ａの像は、瞬間的には、その端縁が検出できない場合がある。例えば図３５（ａ）に示すように、アライメントマーク１ａの左側の端縁は、カメラ６により検出できない。しかし、制御装置が、マイクロレンズアレイ３をスキャン露光方向に移動させながら、カメラ６により、基板アライメントマーク１ａの像を、マイクロレンズアレイ３のマイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で複数回撮像し、図３５（ａ）乃至図３５（ｃ）の右側の図に示すように、撮像した複数枚の像を重ね合わせることにより、基板アライメントマーク１ａの端縁を確実に検出でき、基板１とマスク２とのアライメントを行うことができる。このとき、カメラ６によるアライメントマーク１ａ，２ａの撮像が、マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍の間隔で行われると、基板アライメントマーク１ａの像は、複数回の撮像により、スキャン露光方向に直交する方向に並ぶように検出される。よって、基板アライメントマーク１ａのスキャン方向における端縁が１回目の撮像で検出できなかった場合、２回目以降の撮像においても、基板アライメントマーク１ａのスキャン露光方向における端縁を検出できない。このカメラ６による撮像回数は、マイクロレンズ列群を構成するマイクロレンズ列の列数以上であることが好ましい。

　次に、上述のごとく構成された本実施形態に係るアライメント装置の動作について説明する。マイクロレンズアレイ３は、露光時には、マスク２に設けられたパターン領域の下方に位置する。先ず、このマイクロレンズアレイ３が、図３６における右方向に移動して、基板アライメントマーク１ａとマスクアライメントマーク２ａとの間に移動する。次に、カメラ６に内蔵されたハロゲンランプ等のアライメント光源５からアライメント光を出射させると共に、制御装置により、マイクロレンズアレイ３がスキャン露光方向に移動するように制御する。このアライメント光は、例えば反射鏡及びビームスプリッタ等の光学系を介して、先ず、マスク２に照射される。マスク２に照射されたアライメント光は、マスクアライメントマーク２ａにより反射される。一方、マスク２に透過されたアライメント光は、マスク２の下方に配置されたマイクロレンズアレイ３に透過され、基板１上に照射される。

　制御装置は、カメラ６により、マスク２上に結像した基板アライメントマーク１ａの像を、マスクアライメントマーク２ａと共に複数回撮像させる（図３５）。即ち、マイクロレンズアレイ３には、単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に６角視野絞り４２が設けられているため、マスク２上に結像される基板アライメントマーク１ａの像は、６角視野絞り４２の開口に対応した像となり、瞬間的には、カメラ６側から基板アライメントマーク１ａの端縁を検出できない場合が生じる。例えば図３５（ａ）に示すように、基板アライメントマーク１ａの左側の端縁が検出できず、基板アライメントマーク１ａの中心位置が特定できずに、撮像されたアライメントマーク１ａの像を基板１とマスク２とのアライメントに使用できない場合が生じる。しかし、本実施形態においては、制御装置により、マイクロレンズアレイ３をスキャン露光方向に移動させながら、カメラ６により、マイクロレンズアレイ３の各マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で基板アライメントマーク１ａの像を複数回撮像する。そして、制御装置は、撮像された複数枚の像を重ね合わせて、この重ね合わされたアライメントマーク１ａ，２ａの像をアライメントに使用する。これにより、基板アライメントマーク１ａの端縁を確実に検出できる。よって、基板アライメントマーク１ａの中心位置を確実に特定することができ、高精度のアライメントに使用できる。

　そして、カメラ６により検出される基板及びマスクの各アライメントマーク１ａ，２ａにより、基板１とマスク２とのアライメントを行う。例えば、カメラ６により検出される基板アライメントマーク１ａの位置が枠状のマスクアライメントマーク２ａの中心からずれている場合には、第２の制御装置９により、基板アライメントマーク１ａがマスクアライメントマーク２ａの中心に位置するようにマスク２を移動させて基板１とマスク２とのアライメントを行う。本実施形態においては、基板１とマスク２との間のギャップＧに起因するカメラ６側のフォーカス差が０となるため、基板１及びマスク２のアライメントマーク１ａ，２ａを指標として、基板１とマスク２とのアライメントを高精度で行うことができる。

　また、マスク２上に基板アライメントマーク１ａの正立等倍像を結像させるため、図３７（ａ）に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、カメラ６により検出される基板及びマスクのアライメントマーク１ａ及び２ａの相対位置は、図３７（ｂ）に示すように、アライメント光が基板１及びマスク２に垂直に照射される図３６（ｂ）の場合から変化せず、アライメント光の光軸の傾斜によりアライメント精度が低下することもない。

　これに対し、マイクロレンズアレイ３により、基板アライメントマーク１ａをマスク２に結像させない場合は、図５を参照して説明したように、アライメントマークの位置を誤検知してしまう。本実施形態に係るアライメント装置においては、アライメント精度が高い共に、アライメント時には、露光用のマイクロレンズアレイ３を基板アライメントマーク１ａとマスクアライメントマーク２ａとの間に移動させるだけで、基板１とマスク２との間のギャップＧに起因するカメラ６側のフォーカス差を０にして高いアライメント精度が得られ、アライメント光源も１個だけでよい。

　基板１とマスク２とのアライメント後には、マイクロレンズアレイ３は、図３６における左方向に移動されて、マスク２に設けられたパターン領域の下方に移動され、その後、露光光が出射されて、マイクロレンズアレイ３によるスキャン露光が開始される。本実施形態においては、上記のように、高いアライメント精度が得られるため、スキャン露光における露光精度を極めて高く維持することができる。

　また、本実施形態においては、アライメント光源５は、カメラ６と共に顕微鏡に内蔵されており、カメラ６が検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射するように構成されている場合について説明したが、本発明においては、基板１及びマスク２の一方の正立等倍像を他方に結像させ、これをカメラ６により検出するため、アライメント光源５が出射する光の光軸は、カメラにて検出される反射光の光軸とが同軸でなくてもよい。

　次に、本発明の第１２実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図３８（ａ）乃至図３８（ｄ）は、本発明の第１２実施形態に係るアライメント装置において、多角視野絞りを介して検出される基板アライメントマークの像、及びカメラにより連続的に動画として撮像された基板アライメントマークの像を示す図である。本実施形態が第１１実施形態と異なるのは、アライメント時に、カメラ６は、マスク２上に結像した基板アライメントマーク１ａの正立等倍像を連続的に撮像する点にある。なお、図３８においては、一例として、スキャン露光方向に並ぶマイクロレンズアレイ３の各マイクロレンズ列を、スキャン露光方向における配列ピッチずつ移動させた状態を示している。

　本実施形態においては、アライメント時には、制御装置は、マイクロレンズアレイ３を移動させながら、カメラ６により、マスク２上に結像した基板アライメントマーク１ａの正立等倍像を所定時間連続的に撮像することにより、図３８（ｂ）乃至図３８（ｄ）に示すように、６角視野絞り４２の開口に対応してマスク２上に結像された基板アライメントマーク１ａの像は、スキャンにより、その像が帯状に延びていくように検出される。そして、例えば図３２に示すように、マイクロレンズアレイ３が、スキャン露光方向にマイクロレンズ列が３列配置されて１マイクロレンズ群を構成しているものである場合においては、カメラ６による撮像時間を、マイクロレンズアレイ３がマイクロレンズ列の配列ピッチの３ピッチだけ移動される時間以上とすることにより、図３８（ｄ）に示すように、基板アライメントマーク１ａの全体をカメラ６側で検出することができる。よって、本実施形態においては、基板アライメントマーク１ａの中心位置を第１１実施形態よりも高精度で検出できる。

　次に、本発明の第１３実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図３９（ａ）は本発明の第１３実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図３９（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。第１１実施形態及び第１２実施形態においては、露光用のマイクロレンズアレイ３を露光時とアライメント時とで移動させて、１枚のマイクロレンズアレイを露光用とアライメント用とで共用した場合を説明したが、図３９に示すように、本実施形態においては、マイクロレンズアレイ３は、露光光が照射される露光位置と、アライメント光が照射されるアライメント位置とを包含する大きさで設けられている。その他の構成については、第１１実施形態と同様である。

　本実施形態のように、１枚の共有マイクロレンズアレイ３を、露光位置とアライメント位置とを包含する大きさのマイクロレンズアレイで構成することにより、露光時とアライメント時とで、マイクロレンズアレイ３を移動させる必要がなくなる。また、露光時及びアライメント時に夫々マイクロレンズアレイ３を移動させる構成、例えば駆動装置を共用することもできる。その他の効果は、第１１実施形態と同様である。

　なお、第１２実施形態と同様に、アライメント時に、マイクロレンズアレイ３を移動させながら、カメラ６により、マスク２上に結像した基板アライメントマーク１ａの像を、マスクアライメントマーク２ａの像と共に連続的に撮像するように構成することにより、第１２実施形態と同様の効果が得られる。

　次に、本発明の第１４実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図４０（ａ）は本発明の第１４実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図４０（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図、図４１（ａ），（ｂ）は図４０に示す露光装置において、アライメント光の光路が傾斜した場合を示す図である。図４０に示すように、本実施形態においては、マイクロレンズアレイは、露光用の（第１の）マイクロレンズアレイ３とアライメント用の（第２の）マイクロレンズアレイ７とが２枚設けられている。そして、第２のマイクロレンズアレイ７は、光学特性が（第１の）マイクロレンズアレイ３と同一である。その他の構成は、第１１実施形態と同様である。

　本実施形態においても、基板アライメントマーク１ａの正立等倍像を、マスク２上に結像させることができ、基板１とマスク２との間の５乃至１５ｍｍのギャップＧに起因するカメラ６側のフォーカス差を０とすることができ、第１１実施形態と同様に、基板１とマスク２とのアライメントを高精度で行うことができる。また、図４１に示すように、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、アライメントマーク同士の相対位置は変化せず、極めて高いアライメント精度を得ることができる。また、マイクロレンズアレイは、露光用のマイクロレンズアレイ３とアライメント用のマイクロレンズアレイ７とが別体で構成されていることにより、第１３実施形態と同様に、露光時とアライメント時とで、マイクロレンズアレイ３を移動させる必要がなくなる。

　そして、本実施形態においても、アライメント時に、制御装置が、マイクロレンズアレイ７を移動させながら、カメラ６により、マスク２上に結像した基板アライメントマーク１ａの像を、マスクアライメントマーク２ａと共に、マイクロレンズアレイ３の各マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で複数回撮像し、撮像されたアライメントマークの像を重ね合わせてアライメントに使用することにより、第１１実施形態と同様の効果が得られる。また、マイクロレンズアレイ７を移動させながら、カメラ６によりマスク２上に結像した基板アライメントマーク１ａの像を、マスクアライメントマーク２ａの像と共に連続的に撮像するように構成することにより、第１２実施形態と同様の効果が得られる。

　本実施形態においては、露光用のマイクロレンズアレイ３とアライメント用のマイクロレンズアレイ７とが設けられていることにより、露光時のマイクロレンズアレイ３のスキャン露光方向とアライメント時のマイクロレンズアレイ７の移動方向とを異なる方向にすることができる。即ち、第２の駆動装置によるマイクロレンズアレイ７の移動方向が、マイクロレンズ列を構成するマイクロレンズの配列方向に直交する方向であれば、本発明の効果が得られる。

　次に、本発明の第１５実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図４２（ａ）は本発明の第１５実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図４２（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。図４２に示すように、本実施形態においては、アライメント光源５及びカメラ６は、基板１の下方に配置されており、基板の下方からアライメント用の光を照射する。また、基板アライメントマーク１ｂが枠状をなし、マスクアライメントマーク２ｂは矩形状をなしている。本実施形態においては、露光対象の基板１は、例えばＰＩ（ポリイミド）及びＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）等の光透過性の材料からなり、アライメント用の光は、基板１を透過して、マスク２に照射される。即ち、本実施形態においては、基板１が光透過性の材料からなる場合において、アライメント光の照射方向並びに基板１及びマスク２の各アライメントマーク１ｂ，２ｂの形状が第１１実施形態と異なり、その他の構成は、第１１実施形態と同様である。

　本実施形態においても、露光用のマイクロレンズアレイ３は、基板１とマスク２との相対的位置合わせの際には、マスクアライメントマーク２ｂと基板アライメントマーク１ｂとの間に移動され、１枚のマイクロレンズアレイ３を露光時とアライメント時で移動させて使用される。そして、アライメントの際には、マイクロレンズアレイ３により、マスクアライメントマーク２ｂにより反射された反射光は、マイクロレンズアレイ３を透過し、基板１上にマスクアライメントマーク２ｂの正立等倍像が結像される。このとき、マイクロレンズアレイ３の単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に設けられた６角視野絞り４２により、基板１上に結像されるマスクアライメントマーク２ｂの像は、６角視野絞り４２の開口に対応した像となる。よって、瞬間的には、カメラ６側からマスクアライメントマーク２ｂの端縁を検出できず、マスクアライメントマーク２ｂの中心位置が特定できずに、撮像されたアライメントマーク２ｂの像を基板１とマスク２とのアライメントに使用できない場合が生じる。しかし、マイクロレンズアレイ３は、複数個のマイクロレンズがスキャン露光方向に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が、そのスキャン露光方向に複数列配置されると共に、スキャン露光方向に隣接する２列のマイクロレンズ列の相互間は、スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、アライメント時には、制御装置によりスキャン露光方向に移動するように制御される。よって、本実施形態においても、制御装置が、カメラ６により、基板１上に結像したマスクアライメントマーク２ｂの像を、基板アライメントマーク１ｂと共に、マイクロレンズアレイ３の各マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で複数回撮像し、撮像した複数枚の像を重ね合わせて、この重ね合わされた基板アライメントマーク１ｂ及びマスクアライメントマーク２ｂの像をアライメントに使用することにより、多角視野絞りが設けられている場合においても、マスクアライメントマーク１ｂの端縁を確実に特定でき、基板１とマスク２とのアライメントに使用することができる。

　また、基板１とマスク２との間には、５乃至１５ｍｍのギャップＧが存在するが、このギャップＧに起因するカメラ６側のフォーカス差が０となる。よって、本実施形態においても、上記第１１乃至第１４実施形態と同様に、基板１及びマスク２のアライメントマーク１ｂ，２ｂを指標として、基板１とマスク２とのアライメントを高精度で行うことができる。例えば、カメラ６により検出されるマスクアライメントマーク２ｂの位置が枠状の基板アライメントマーク１ｂの中心からずれている場合には、第２の制御装置９により、マスクアライメントマーク２ｂが基板アライメントマーク１ｂの中心に位置するようにマスク２を移動させて基板１とマスク２とのアライメントを行う。また、基板１上にマスクアライメントマーク２ｂの正立等倍像を結像させるため、アライメント光の光軸が傾斜した場合においても、カメラ６により検出される基板アライメントマーク１ｂ及びマスクアライメントマーク２ｂの相対位置は、アライメント光が基板１及びマスク２に垂直に照射される場合から変化せず、極めて高いアライメント精度を得ることができる。

　なお、本実施形態においても、アライメント時に、制御装置が、マイクロレンズアレイ３を移動させながら、カメラ６により基板１上に結像したマスクアライメントマーク２ｂの像を、基板アライメントマーク１ｂの像と共に連続的に撮像するように構成することにより、第１２実施形態と同様の効果が得られる。

　また、マイクロレンズアレイ３を、露光光が照射される露光位置と、アライメント光が照射されるアライメント位置とを包含する大きさで設けることにより、第１３実施形態と同様に、露光時とアライメント時とで、マイクロレンズアレイ３を移動させる必要がなくなる。

　次に、本発明の第１６実施形態に係る露光装置用のアライメント装置について説明する。図４３（ａ）は本発明の第１６実施形態に係る露光装置用のアライメント装置を示す図、図４３（ｂ）は検出されるアライメントマークの相対的位置関係を示す図である。図４３に示すように、本実施形態においては、第１４実施形態と同様に、マイクロレンズアレイは、露光用のマイクロレンズアレイ３とアライメント用のマイクロレンズアレイ７とが２枚設けられている。そして、アライメント用のマイクロレンズアレイ７は、光学特性が露光用のマイクロレンズアレイ３と同一である。これにより、本実施形態においては、第１４実施形態と同様の効果が得られる。

　なお、本実施形態においても、第１４実施形態と同様に、露光時のマイクロレンズアレイ３のスキャン露光方向とアライメント時のマイクロレンズアレイ７の移動方向（第１方向）とを異なる方向にすることができる。即ち、制御装置によるマイクロレンズアレイ７の移動方向が、マイクロレンズ列を構成するマイクロレンズの配列方向に直交する方向であれば、本発明の効果が得られる。

　本発明によれば、基板とマスクとのアライメントがとれているにも拘わらず、カメラにおいては、アライメントがとれていないと誤観察されたり、基板とマスクとのアライメントがとれていないにも拘わらず、カメラにおいては、アライメントがとれていると誤観察されることを防止できるので、カメラにより検出される基板アライメントマークとマスクアライメントマークとを使用して、基板とマスクとのアライメントを高精度で行うことができる。

１：基板、２：マスク、３：（第１の）マイクロレンズアレイ、４：マイクロレンズ、５：アライメント光源、７：第２のマイクロレンズアレイ、１ａ、１ｂ：基板アライメントマーク、２ａ，２ｂ：マスクアライメントマーク、６，２０：カメラ、２１：フィルタ、２２，２３，２５，３０：レンズ、２４，２８：ビームスプリッタ、２９：反射鏡、９：制御装置、４０：開口、４１：開口絞り、４２：６角視野絞り、４３：遮光膜

Claims

露光光を出射する光源と、この光源からの露光光が入射され基板に露光するパターンが形成されたマスクと、前記基板と前記マスクとの間に設けられこのマスクを透過した露光光が入射されて前記基板に前記パターンの正立等倍像を結像させる第１のマイクロレンズアレイと、を有する露光装置の前記マスクと前記基板とを相対的位置合わせする露光装置用のアライメント装置において、
前記基板に設けられた基板アライメントマークと前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに、前記マスクの上方からアライメント用の光を照射するアライメント光源と、
前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとの間に配置され、前記基板アライメントマークから反射した反射光を前記マスク上に正立等倍像として結像させる第２のマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマークの反射光と前記マスクアライメントマークの反射光とを前記マスク側から検出するカメラと、
このカメラにより検出される前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとが一致するように、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有することを特徴とする露光装置用のアライメント装置。
露光光を出射する光源と、この光源からの露光光が入射され基板に露光するパターンが形成されたマスクと、前記基板と前記マスクとの間に設けられこのマスクを透過した露光光が入射されて前記基板に前記パターンの正立等倍像を結像させる第１のマイクロレンズアレイと、を有する露光装置の前記マスクと前記基板とを相対的位置合わせする露光装置用のアライメント装置において、
前記基板に設けられた基板アライメントマークと前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに、前記基板の下方からアライメント用の光を照射するアライメント光源と、
前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとの間に配置され、前記マスクアライメントマークから反射した反射光を前記基板上に正立等倍像として結像させる第２のマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマークの反射光と前記マスクアライメントマークの反射光とを前記基板側から検出するカメラと、
このカメラにより検出される前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとが一致するように、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有することを特徴とする露光装置用のアライメント装置。
前記第１のマイクロレンズアレイと前記第２のマイクロレンズアレイとは、１枚の共有マイクロレンズアレイにより構成され、前記アライメント用の光は前記共有マイクロレンズアレイを前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとの間に移動させた状態で照射されることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置用のアライメント装置。
前記第１のマイクロレンズアレイと前記第２のマイクロレンズアレイとは、露光光が照射される露光位置と、アライメント光が照射されるアライメント位置とを包含する１枚の共有マイクロレンズアレイにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置用のアライメント装置。
前記第１のマイクロレンズアレイと前記第２のマイクロレンズアレイとは、別体で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置用のアライメント装置。
前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークの一方が、枠状をなし、他方がアライメント時に前記枠の中心に位置する矩形状をなすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の露光装置用のアライメント装置。
前記アライメント光源は、前記カメラが検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露光装置用のアライメント装置。
前記アライメント光源と、前記カメラとは、別体であり、前記アライメント光源からの光の光軸と、前記カメラにて検出される反射光の光軸とは、同軸ではないことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露光装置用のアライメント装置。
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部の少なくとも一部に配置され円形の開口を有し各マイクロレンズの開口数を規定する開口絞りと、を有するマイクロレンズアレイを使用し、このマイクロレンズアレイを、露光対象の基板と、この基板に露光するパターンが設けられたマスクとの間に配置して、前記マスクと前記基板とを相対的に位置合わせする際に使用されるアライメントマークであって、
前記基板又は前記マスクに形成され、
前記多角視野絞りの開口の全ての辺に対して夫々傾斜する方向に延びる複数本の線状のマーク片を有し、前記マーク片はアライメント中心から放射状に延びる複数個の第１群のマーク片と、前記アライメント中心を中心とする多角形の辺上に延びる複数個の第２群のマーク片とからなり、前記マーク片のうち、複数個のマーク片がいずれかの前記多角視野絞りの中に存在するように、前記多角視野絞り及び前記マーク片の位置が決められていることを特徴とするアライメントマーク。
前記第２群のマーク片は、前記アライメント中心を共通の中心とする異なる大きさの複数個の多角形の辺上に連なって配置されていることを特徴とする請求項９に記載のアライメントマーク。
前記第２群のマーク片は、前記アライメント中心を共通の中心とする異なる大きさの複数個の多角形の辺上に、前記多角形の角部を含むようにして、断続的に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のアライメントマーク。
前記第２群のマーク片は、異なる多角形上に位置するものの太さが、相違することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のアライメントマーク。
露光装置に供される基板又はマスクに、それらの位置調整のために形成され、線対称の多角形形状の図形からなるアライメントマークであって、
前記基板と前記マスクとの間にマトリクス状に配置された複数個のレンズの夫々多角視野絞りの開口部を構成するいずれかの縁辺と平行にならないように配置された多角形形状部と、
前記多角形形状部の中心から、前記多角形形状部を横断する少なくとも６本の放射線からなる放射線部と、
を有し、
前記多角形形状部及び前記放射線部の全体が、前記レンズの大きさより大きく、４個の隣接するレンズの全体の大きさより小さいことを特徴とするアライメントマーク。
マスクに形成された露光パターンを基板に転写する露光装置用のアライメント装置において、
露光光の出射と兼用又は独立のアライメント光の出射用のアライメント光源と、
前記マスクと前記基板との間に配置され、前記基板に設けられた基板アライメントマークから反射したアライメント光の反射光を前記マスク上に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに前記マスク側からアライメント光を同時に照射したときに、前記マスクアライメントマークから反射した反射光及び前記マスク上に結像した前記基板アライメントマークの正立等倍像を前記マスク側から検出するカメラと、
このカメラにより検出される前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとが一致するように、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部の少なくとも一部に配置され円形の開口を有し各マイクロレンズの開口数を規定する開口絞りと、を有し、
前記基板アライメントマークは、
前記多角視野絞りの開口の全ての辺に対して夫々傾斜する方向に延びる複数本の線状のマーク片を有し、前記マーク片はアライメント中心から放射状に延びる複数個の第１群のマーク片と、前記アライメント中心を中心とする多角形の辺上に延びる複数個の第２群のマーク片とからなり、前記マーク片のうち、複数個のマーク片がいずれかの前記多角視野絞りの中に存在するように、前記多角視野絞り及び前記マーク片の位置が決められていることを特徴とする露光装置用のアライメント装置。
マスクに形成された露光パターンを基板に転写する露光装置用のアライメント装置において、
露光光の出射と兼用又は独立のアライメント光の出射用のアライメント光源と、
前記マスクと前記基板との間に配置され、前記マスクに設けられたマスクアライメントマークから反射したアライメント光の反射光を前記基板上に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記マスクアライメントマーク及び前記基板に設けられた基板アライメントマークに前記基板側からアライメント光を同時に照射したときに、前記基板アライメントマークから反射した反射光及び前記基板上に結像した前記マスクアライメントマークの正立等倍像を前記基板側から検出するカメラと、
このカメラにより検出される前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとが一致するように、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マスクアライメントマークは、
前記多角視野絞りの開口の全ての辺に対して夫々傾斜する方向に延びる複数本の線状のマーク片を有し、前記マーク片はアライメント中心から放射状に延びる複数個の第１群のマーク片と、前記アライメント中心を中心とする多角形の辺上に延びる複数個の第２群のマーク片とからなり、前記マーク片のうち、複数個のマーク片がいずれかの前記多角視野絞りの中に存在するように、前記多角視野絞り及び前記マーク片の位置が決められていることを特徴とする露光装置用のアライメント装置。
前記第２群のマーク片は、前記アライメント中心を共通の中心とする異なる大きさの複数個の多角形の辺上に連なって配置されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の露光装置。
前記第２群のマーク片は、前記アライメント中心を共通の中心とする異なる大きさの複数個の多角形の辺上に、前記多角形の角部を含むようにして、断続的に配置されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の露光装置。
前記第２群のマーク片は、異なる多角形上に位置するものの太さが、相違することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の露光装置。
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部の少なくとも一部に配置され円形の開口を有し各マイクロレンズの開口数を規定する開口絞りと、前記マイクロレンズアレイの上面における前記マイクロレンズ以外の部分を遮光する遮光膜と、を有するマイクロレンズアレイを使用し、このマイクロレンズアレイを、露光対象の基板と、この基板に露光するパターンが設けられたマスクとの間に配置して、前記マスクと前記基板とを相対的に位置合わせする際に使用されるアライメントマークであって、
前記基板又は前記マスクに形成され、
前記マイクロレンズが直線上に配列される第１の方向に対し、マークを構成する全ての辺が傾斜していることを特徴とするアライメントマーク。
前記マイクロレンズアレイは、そのマイクロレンズが露光装置のスキャン方向に垂直の方向に１列に整列して配置されており、前記第１の方向はこのスキャン方向に垂直の方向であり、マークを構成する全ての辺は、前記スキャン方向に垂直の方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１９記載のアライメントマーク。
前記マークを構成する全ての辺は、前記スキャン方向に垂直の方向に対し４５°の角度をなすことを特徴とする請求項２０に記載のアライメントマーク。
マスクに形成された露光パターンを基板に転写する露光装置用のアライメント装置において、
露光光の出射と兼用又は独立のアライメント光の出射用のアライメント光源と、
前記マスクと前記基板との間に配置され、前記基板に設けられた基板アライメントマークから反射したアライメント光の反射光を前記マスク上に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに前記マスク側からアライメント光を同時に照射したときに、前記マスクアライメントマークから反射した反射光及び前記マスク上に結像した前記基板アライメントマークの正立等倍像を前記マスク側から検出するカメラと、
このカメラにより検出される前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとが一致するように、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部の少なくとも一部に配置され円形の開口を有し各マイクロレンズの開口数を規定する開口絞りと、前記マイクロレンズアレイの上面における前記マイクロレンズ以外の部分を遮光する遮光膜と、を有し、
前記マスクアライメントマーク又は前記基板アライメントマークは、前記マイクロレンズが直線上に配列される第１の方向に対し、マークを構成する全ての辺が傾斜していることを特徴とする露光装置用のアライメント装置。
マスクに形成された露光パターンを基板に転写する露光装置用のアライメント装置において、
露光光の出射と兼用又は独立のアライメント光の出射用のアライメント光源と、
前記マスクと前記基板との間に配置され、前記マスクに設けられたマスクアライメントマークから反射したアライメント光の反射光を前記基板上に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記マスクアライメントマーク及び前記基板に設けられた基板アライメントマークに前記基板側からアライメント光を同時に照射したときに、前記基板アライメントマークから反射した反射光及び前記基板上に結像した前記マスクアライメントマークの正立等倍像を前記基板側から検出するカメラと、
このカメラにより検出される前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとが一致するように、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部の少なくとも一部に配置され円形の開口を有し各マイクロレンズの開口数を規定する開口絞りと、前記マイクロレンズアレイの上面における前記マイクロレンズ以外の部分を遮光する遮光膜と、を有し、
前記マスクアライメントマーク又は前記基板アライメントマークは、前記マイクロレンズが直線上に配列される第１の方向に対し、マークを構成する全ての辺が傾斜していることを特徴とする露光装置用のアライメント装置。
前記マイクロレンズアレイは、そのマイクロレンズが露光装置のスキャン方向に垂直の方向に１列に整列して配置されており、前記第１の方向はこのスキャン方向に垂直の方向であり、マークを構成する全ての辺は、前記スキャン方向に垂直の方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の露光装置。
前記マークを構成する全ての片は、前記スキャン方向に垂直の方向に対し４５°の角度をなすことを特徴とする請求項２４に記載の露光装置。
スキャン露光によりマスクのパターンを基板に転写するマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置に設けられ、前記マスクと前記基板とを相対的位置合わせする露光装置用のアライメント装置において、
前記基板に設けられた基板アライメントマークと前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに、アライメント用の光を照射するアライメント光源と、
前記基板と前記マスクとの間に介在して、前記基板アライメントマーク又は前記マスクアライメントマークを夫々前記マスク又は前記基板に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークを、一方は反射光の像及び他方は正立等倍像として撮像するカメラと、
このカメラにより撮像された前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとに基づいて、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、
この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、
前記単位マイクロレンズアレイ間の開口数を制限する開口絞りと、を有し、
前記複数個のマイクロレンズがスキャン露光方向に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が前記スキャン露光方向に複数列配置されると共に、前記スキャン露光方向に隣接する２列のマイクロレンズ列の相互間は前記スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、
前記制御装置は、前記マイクロレンズアレイを前記基板及び前記マスクに対して相対的に前記スキャン露光方向に移動させると共に、前記マイクロレンズ列の配列ピッチの整数倍でない間隔で前記カメラにより前記基板アライメントマークの像及び前記マスクアライメントマークの像を複数回撮像し、撮像された複数個の像を重ね合わせて、この重ね合わされた基板アライメントマークの像及びマスクアライメントマークの像をアライメントに使用することを特徴とする露光装置用のアライメント装置。
スキャン露光によりマスクのパターンを基板に転写するマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置に設けられ、前記マスクと前記基板とを相対的位置合わせする露光装置用のアライメント装置において、
前記基板に設けられた基板アライメントマークと前記マスクに設けられたマスクアライメントマークに、アライメント用の光を照射するアライメント光源と、
前記基板と前記マスクとの間に介在して、前記基板アライメントマーク又は前記マスクアライメントマークを夫々前記マスク又は前記基板に正立等倍像として結像させるマイクロレンズアレイと、
前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークを、一方は反射光の像及び他方は正立等倍像として撮像するカメラと、
このカメラにより撮像された前記基板アライメントマークと前記マスクアライメントマークとに基づいて、前記マスク及び／又は前記基板の位置を調節する制御装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、
複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて構成され相互に積層された複数枚の単位マイクロレンズアレイと、
この単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置に配置され多角形の開口を有する多角視野絞りと、
前記単位マイクロレンズアレイ間の開口数を制限する開口絞りと、を有し、
前記複数個のマイクロレンズがスキャン露光方向に直交する方向に配列されてマイクロレンズ列を構成し、このマイクロレンズ列が前記スキャン露光方向に複数列配置されると共に、前記スキャン露光方向に隣接する２列のマイクロレンズ列の相互間は前記スキャン露光方向に直交する方向に偏倚するように配置されたものであり、
前記制御装置は、前記マイクロレンズアレイを前記基板及び前記マスクに対して相対的にスキャン露光方向に移動させると共に、前記カメラにより前記基板アライメントマークの像及び前記マスクアライメントマークの像を連続的に動画として撮像し、連続的に撮像された基板アライメントマークの像及びマスクアライメントマークの像をアライメントに使用することを特徴とする露光装置用のアライメント装置。
前記基板アライメントマーク及び前記マスクアライメントマークの一方が、枠状をなし、他方がアライメント時に前記枠の中心に位置する矩形状をなすことを特徴とする請求項２６又は２７に記載の露光装置用のアライメント装置。
前記アライメント光源は、前記カメラが検出する光の光軸と同軸的にアライメント光を出射することを特徴とする請求項２６乃至２８のいずれか１項に記載の露光装置用のアライメント装置。
前記マイクロレンズアレイは、露光用のマイクロレンズアレイと共用することを特徴とする請求項２６乃至２９のいずれか１項に記載の露光装置用のアライメント装置。