(57)【要約】【課題】コンタクト露光のマスクとワークの位置合せにおいて、位置合わせを何度繰り返しても位置ずれが解消せず、アライメントが収束しないというエラーの発生を防ぐこと。【解決手段】マスクＭとワークＷを接触させて、マスク・アライメントマークＭＡＭとワーク・アライメントマークＷＡＭの位置を検出し第１のアライメント量を求める。ついで、マスクＭとワークＷを離間し、第１のアライメント量に基づいてマスクＭとワークＷの位置合わせを行い、マスクＭとワークＷを接触させて、マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭの位置を検出し第２のアライメント量を求める。第１、第２のアライメント量が、あらかじめ設定した範囲内で一致する場合は、第２のアライメント量をイメージシフト量として記憶し、再度マスクＭとワークＷを離間し、第２のアライメント量にイメージシフト量を加えて、アライメント量を求めマスクとワークの位置合わせを行う。【選択図】    図１
2012089723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクとワークの位置合せ後、マスクとワークを接触させ、マスクを介してワークに露光光を照射して露光を行うコンタクト露光方法において、
マスクとワークを接触させて、マスクに形成されたマスク・アライメントマークとワークに形成されたワーク・アライメントマークの位置を検出し、アライメント量を求めて記憶する第１の工程と、
上記マスクと上記ワークを離間し、上記アライメント量に基づいて上記マスクと上記ワークを相対的に平行方向に移動し、上記マスクと上記ワークの位置合わせを行う第２の工程と、
再度上記マスクと上記ワークを接近させ接触させて、上記マスク・アライメントマークと上記ワーク・アライメントマークの位置を検出し、アライメント量を求めて記憶する第３の工程と、
上記第３の工程で検出したアライメント量が、上記第１の工程において記憶したアライメント量と、あらかじめ設定した範囲内で一致する場合は、上記第３の工程で検出したアライメント量を、コンタクト時に生ずる位置ずれ量として記憶し、
再度上記マスクと上記ワークを離間し上記マスクと上記ワークの位置合せを行う際に、上記第３の工程において検出したアライメント量に上記コンタクト時に生ずる位置ずれ量を加えて上記マスクと上記ワークを相対的に移動させる第４の工程とを備える
ことを特徴とするコンタクト露光方法。
【請求項２】
露光光を出射する光照射部と、マスクを保持するマスクステージと、ワークを保持するワークステージと、上記マスクに形成されているマスク・アライメントマーク及び上記ワークに形成されているワーク・アライメントマークを検出するアライメント顕微鏡と、マスクとワークの位置合わせ動作を制御する制御部とを備え、
上記マスクとワークの位置合せを行い、位置合わせ動作完了後、マスクとワークを接触させた状態で、上記マスクを介して上記光照射部からワークに露光光を照射して露光を行うコンタクト露光装置であって、
上記制御部は、上記アライメント顕微鏡により検出したマスク・アライメントマークとワーク・アライメントマークの位置情報に基づきマスクとワークの位置合せを行う位置合わせ手段と、コンタクト時に生ずる位置ずれを解消する位置ずれ解消手段と、アライメント許容値である第１の設定値と、コンタクト時に生ずる位置ずれ量であるかを判定するための第２の設定値とを記憶した記憶部を備え、
上記位置合わせ手段は、マスクとワークを接触させて、マスクに形成されたマスク・アライメントマークとワークに形成されたワーク・アライメントマークの位置を検出し、第１のアライメント量を求めて上記記憶部に記憶し、上記マスクと上記ワークを離間させて、上記第１のアライメント量に基づいて上記マスクと上記ワークを相対的に平行方向に移動させて上記マスクと上記ワークの位置合わせを行い、再度上記マスクと上記ワークを接近させ接触させて、上記マスク・アライメントマークと上記ワーク・アライメントマークの位置を検出し、第２のアライメント量を求め、
第２のアライメント量が、上記記憶部に予め記憶された第１の設定値以内の場合には、位置合わせ動作を完了し、
上記位置ずれ解消手段は、上記位置合わせ手段により位置合わせを行った際に、上記第２のアライメント量が上記第１の設定値より大きいとき、上記第２のアライメント量と、上記記憶部に記憶された上記第１アライメント量とを比較し、その差が上記第２の設定値より小さいとき、第２のアライメント量を、コンタクト時に生ずる位置ずれ量として前記記憶手段に記憶し、
上記第２のアライメント量に上記記憶手段に記憶されたコンタクト時に生ずる位置ずれ量を加算して第３のアライメント量を求め、
前記位置合わせ手段は、上記位置ずれ解消手段により求めた上記第３のアライメント量を上記第１のアライメント量として、位置合わせ動作を行う
ことを特徴とするコンタクト露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクとワークを密着させてマスクに形成されているパターンをワーク上に転写するコンタクト露光方法および装置に関し、特に、コンタクト露光におけるマスクとワークの位置合せ方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置、液晶基板、マイクロマシン等のミクロサイズの加工が必要な様々な電気部品等の製造においては、ワーク上に各種電子的素子等を形成するため、パターンを形成したマスクを介した光をワーク上に照射して、ワーク上にマスクパターンを露光する工程が行われる。上記露光方式に中に、マスクとワークとを密着させてマスクパターンをワーク上に転写するコンタクト露光がある。
【０００３】
図６は、コンタクト露光装置の構成例を示す図であり、同図は、装置の断面図である。
コンタクト露光装置は、露光光を出射する光照射部１０、マスクＭを保持するマスクステージ１３、露光処理を行うワークＷを保持するワークステージ１４から構成される。また、装置の各動作を制御する制御部（不図示）を備える。
光照射部１０は、露光光を含む光を放射するランプ１１と、ランプ１１から放射される光を反射するミラー１２を備える。
マスクステージ１３は、パターン（マスクパターン）ＭＰが形成されたマスクＭを真空吸着などで保持する。
ワークステージ１４は、マスクパターンＭＰが転写されるワークＷを保持する。ワークステージ１４には、ワークステージ駆動機構１５が取り付けられている。ワークステージ駆動機構１５は、ワークステージ１４を、Ｘ方向（例えば同図の左右方向）、Ｙ方向（例えば同図において紙面に対して垂直方向）、Ｚ方向（同図の上下方向）に移動させるとともに、ワークステージ１４面に垂直な軸を中心として回転（この回転をθ方向移動という）させる。
また、マスクＭとワークＷには、両者の位置を合わせるために、マスク・アライメントマークＭＡＭとワーク・アライメントマークＷＡＭが形成されている。
【０００４】
図５のフローチャートと図６，図７を用いて、コンタクト露光装置によるワークの露光手順の概要を説明する。なお、図７（ａ）〜図７（ｃ）においては、光照射部１０やワークステージ駆動機構１５を省略して示している。
（１）図６に示すように、不図示の搬送機構により、ワークＷがワークステージ１４上に置かれ保持される。なお、ワークの表面には露光光により反応するレジスト（不図示）が塗布されている。
（２）ワークステージ駆動機構１５が動作し、ワークステージ１４は、マスクＭとワークＷとが接触する位置まで上昇（Ｚ方向移動）する（図５のステップＳ１）。
（３）マスクＭと光照射部１０との間に、図７（ａ）に示すアライメント顕微鏡１６を挿入する（図５のステップＳ２）。
（４）アライメント顕微鏡１６は、マスクＭに形成されているマスク・アライメントマーク（以下、マスクマークともいう）ＭＡＭと、ワークＷに形成されているワーク・アライメントマーク（以下、ワークマークともいう）ＷＡＭを同時に検出する（図５のステップＳ３）。
【０００５】
（５）露光装置の制御部（不図示）は、検出したマスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭの位置情報に基づき、マスクＭとワークＷを位置合せするためのＸＹθ方向の移動量（以下アライメント量）ｄＸ０，ｄＹ０，ｄθ０を演算し記憶する（図５のステップＳ４）。ここで、図８に示すように、ｄＸはＸ方向の移動量、ｄＹはＹ方向の移動量、ｄθはθ回転方向の移動量を示す。
（６）ワークステージ駆動機構１５が動作し、ワークステージ１４が下降（Ｚ方向移動）する。マスクＭとワークＷは離間する。マスクＭとワークＷが水平方向に相対的に移動して位置合せを行うアライメント・ギャップまで下降する（図５のステップＳ５）。アライメント・ギャップは、例えば１００μｍである。
（７）図７（ａ）に示すように、ワークステージ１４がアライメント・ギャップにまで下降すると、上記で記憶したアライメント量（ｄＸ０，ｄＹ０，ｄθ０）に基づき、マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭが一致するように（または所定の位置関係になるように）、ワークステージ駆動機構１５によりワークステージ１４をＸＹθ方向に移動させ、マスクＭとワークＷの位置合わせ（アライメント）を行う（図５のステップＳ６）。
なお、マスクＭとワークＷの位置合せは、マスクステージ１３を移動させて行っても良いし、ワークステージ１４とマスクステージ１３の両方を移動させて行うようにしても良い。
【０００６】
（８）アライメント終了後、ワークステージ駆動機構１５によりワークステージ１４を上昇させて、マスクＭとワークＷを接触させる（図５のステップＳ７）。
（９）マスクＭとワークＷの位置関係がずれていないかどうかを確認するために、アライメント顕微鏡１６により、再度マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭの位置を検出する（図５のステップＳ８）。
（１０）マスクＭとワークＷに位置ずれがある場合、図示しない制御部はマスクＭとワークＷの位置合わせをするためのアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）を演算し記憶する（図５のステップＳ９）。
（１１）制御部において、上記ステップＳ８で求めたアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）と、あらかじめ制御部に設定しているアライメント許容値（許容されるマスクマークとワークマークのずれ量）とを比較する（図５のステップＳ１０）。
（１２）アライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）がアライメント許容値の範囲内であれば、アライメント顕微鏡１６を退避し、図７（ｂ）に示すように、マスクＭとワークＷを接触させた状態で、光照射部１０から露光光を、マスクＭを介してワークＷに照射する。マスクパターンＭＰがワークＷに転写される。
【０００７】
（１３）図５のステップＳ１０においてアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）がアライメント許容値の範囲外であれば、再度図５のステップＳ５に戻り、ワークステージ１４をアライメント・ギャップにまで下降し、マスクＭとワークＷを離間し、アライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）に基づいてマスクＭとワークＷの位置合せを行う。
（１４）マスクＭとワークＷを接触させて検出したときのマスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭのずれ量、即ちアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）が、アライメント許容値内になるまでこの作業を繰り返す。
（１５）露光光の照射が終わると、ワークステージ駆動機構１５が動作し、図７（ｃ）に示すようにワークステージ１４が下降する。不図示の搬送機構により、ワークＷがワークステージ１４から露光装置外に搬出される。
このようなコンタクト露光装置の例は、例えば特許文献１や特許文献２に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−２７９３１号公報
【特許文献２】特開平１１−１８６１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のようなコンタクト露光装置の位置合せにおいて、次のような現象が起きることがある。
図５のステップＳ４で求めたアライメント量に基づいて、マスクＭとワークＷを相対的に移動し位置合せを行い（ステップＳ６）、その後マスクＭとワークＷを接触し（ステップＳ７）、マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭの位置を検出した時（ステップＳ８）、マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭの位置が、ステップＳ４で求めたアライメント量とほとんど同じ量ずれることがある。
そして、再度マスクＭとワークＷを離間して位置合せを行っても、マスクＭとワークＷを接触させると、またマスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭの先ほどと同じアライメント量のずれが生じる。以降、何度上記のマスクＭとワークＷの位置合の手順を繰り返しても、マスクＭとワークＷを接触させると同じ量で同じ方向の位置ずれが生じ、位置合せ動作が終わらないということがある。
【００１０】
これは、ワークステージ１４のＺ方向の真直度の問題、すなわち、ワークステージ１４がある方向に傾いて（斜めに）上下動することにより生ずる位置ずれの問題、ではないと考えられる。なぜなら、このような現象はワークが異なっても生じるが、そのずれ量とずれの方向は、ワークにより異なるからである。
このような現象が生じる原因は不明である。このような問題は、特定の装置だけで発生する問題ではないということと、マスクとワークを接触させないプロキシミティ露光の場合には生じないということはわかっている。
即ち、コンタクト露光装置においては、上記のような問題が発生すると、マスクとワークの位置合せにおいて、マスクとワークの位置合せ→マスクとワークの接触→位置ずれ→ワークの下降→マスクとワークの位置合せ→マスクとワークの接触→位置ずれ→ワークの下降→・・・という無限ループに入ってしまう。
【００１１】
なお、実際には、位置合せ動作には回数の上限を設けておき、上記のようなループに入り、上記上限の回数に達すると、「アライメントが収束しない」というエラーを発生して装置が停止する。
以下、上記のように、マスクとワークを接触させると、マスクマークとワークマークの位置が、常に同じ方向に同じ量ずれる現象のことを「コンタクト時に生ずる位置ずれ」または「イメージシフト」と呼び、このずれ量を「コンタクト時に生ずる位置ずれ量」または、「イメージシフト量」と呼ぶ。
以上のように、従来においては、マスクとワークの位置合わせ時に、位置合わせを繰り返し行っても、位置ずれが解消せず、アライメントが収束しないということがあった。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するものであって、マスクとワークを接触させて露光を行うコンタクト露光のマスクとワークの位置合せにおいて、上記のように、何度位置合わせを繰り返しても位置ずれが解消せず、アライメントが収束しないというエラーの発生を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
マスクとワークの位置合せにおいて、上記のような無限ループに入るのは、図３（ａ）に示すように、コンタクト時に生ずる位置ずれ量（イメージシフト量）と、マスクとワークの位置合せの移動量（アライメント量）が同じで、移動方向が反対になるためであると考えられる。
図３（ａ）は、（ｉ）位置合せ（アライメント）、（ｉｉ）ワークの上昇（マスクとワーク接触）、（ｉｉｉ）ワークの下降（アライメント・ギャップへの移動）において、ワークマークが見かけ上どのように移動するのかを矢印で模式的に示したものである。横軸はＸあるいはＹ方向（ＸＹはワークステージ面に平行な平面上の直交する２方向）の位置、縦軸はＺ方向（ワークステージ面に垂直な方向）の位置を示し、Ｌ１はマスクの下側の面の位置、Ｌ２はマスクとワークがアライメント・ギャップだけ離れているときのワーク面の位置を示す。
【００１３】
（ｉ）位置合せ（アライメント）において、ワークマークの位置が目標位置Ａからアライメント量Ｄａだけずれているとして、ワークマークをＢの位置から図中左にアライメント量Ｄａだけ移動させる。これにより、マスクマークとワークマークの位置は一致する。
（ｉｉ）マスクとワークを接触（コンタクト）させるために、ワークはＬ１の位置まで上昇する。本来であれば、ワークマークは点線矢印で示すように垂直に上昇して目標位置Ａ´（マスクマークと一致する位置）に移動するはずである。しかし、コンタクト時に生ずる位置ずれ（イメージシフト）の発生により、ワークマークは図中右のイメージシフト量Ｄｉずれて、イメージシフトの位置Ｂ´に移動する。これによりマスクマークとワークマークは位置ずれが生じる。
（ｉｉｉ）位置合せをやり直すためにワークがアライメント・ギャップの位置Ｌ２にまで下降する。この時ワークマークは垂直に下降する。再度マスクとワークの位置合せを行う。この時、イメージシフトとアライメントの移動量が同じで移動方向が反対なので、ワークマークは太矢印で示す移動を繰り返す。そのためマスクとワークの位置合せは何度行っても収束しない。
【００１４】
そこで、本発明においては、一つのワークにおいては、イメージシフト量（移動方向と移動量）に変化がないと仮定して、マスクとワークの位置合せを、イメージシフト量を加味して行う。図３（ｂ）に模式的に示す。
（ｉ）位置合せ（アライメント１回目）において、ワークマークは位置Ｂから図中左に移動し位置Ａに行く。マスクマークとワークマークは一致する。
（ｉｉ）マスクとワークを接触させるためにワークは上昇する。イメージシフトにより、ワークマークは目標位置Ａ´から図中右にずれたイメージシフト位置Ｂ´に移動する。この時の位置ずれ量（即ちイメージシフト量Ｄｉ）を記憶する。
（ｉｉｉ）位置合せをやり直すためにワークがアライメント・ギャップの位置Ｌ２にまで下降する。ワークマークは垂直に下降し、Ｂの位置に行く。
（ｉｖ）再度マスクとワークの位置合せを行う。この時、マスクマークとワークマークの位置合せ量Ｄａ（アライメント量）に、イメージシフト量Ｄｉと方向を加え、図中左方向のＣの位置まで移動させ、目標位置Ａ´からずらして位置合せを行う。
（ｖ）マスクとワークを接触させるためにワークは再度上昇する。この時イメージシフトによりワークマークは図中右方向に移動するが、発生するイメージシフト量を加えて位置合せしているので、ワークマークはマスクマークと一致する位置Ａ´に移動する。したがって、マスクとワークが接触した時、マスクマークとワークマークは一致する。
【００１５】
以上に基づき、本発明においては次のようにして前記課題を解決する。
（１）マスクとワークの位置合せ後、マスクとワークを接触させ、マスクを介してワークに露光光を照射して露光を行うコンタクト露光方法において、以下のようにしてマスクとワークの位置合わせを行う。
（イ）第１の工程：マスクとワークを接触させて、マスクに形成されたマスク・アライメントマークとワークに形成されたワーク・アライメントマークの位置を検出し、アライメント量を求めて記憶する。
（ロ）第２の工程：上記マスクと上記ワークを離間し、上記アライメント量に基づいて上記マスクと上記ワークを相対的に平行方向に移動し、上記マスクと上記ワークの位置合わせを行う。
（ハ）第３の工程：再度上記マスクと上記ワークを接近させ接触させて、上記マスク・アライメントマークと上記ワーク・アライメントマークの位置を検出し、アライメント量を求めて記憶する。
（ニ）第４の工程：上記第３の工程で検出したアライメント量が、上記第１の工程において記憶したアライメント量と、あらかじめ設定した範囲内で一致する場合は、上記第３の工程で検出したアライメント量を、コンタクト時に生ずる位置ずれ量（イメージシフト量）として記憶し、再度上記マスクと上記ワークを離間し上記マスクと上記ワークの位置合せを行う際に、上記第３の工程において検出したアライメント量に上記コンタクト時に生ずる位置ずれ量を加えて上記マスクと上記ワークを相対的に移動させる。
（２）露光光を出射する光照射部と、マスクを保持するマスクステージと、ワークを保持するワークステージと、上記マスクに形成されているマスク・アライメントマーク及び上記ワークに形成されているワーク・アライメントマークを検出するアライメント顕微鏡と、マスクとワークの位置合わせ動作を制御する制御部とを備え、
上記マスクとワークの位置合せを行い、位置合わせ動作完了後、マスクとワークを接触させた状態で、上記マスクを介して上記光照射部からワークに露光光を照射して露光を行うコンタクト露光装置において、上記制御部に、上記アライメント顕微鏡により検出したマスク・アライメントマークとワーク・アライメントマークの位置情報に基づきマスクとワークの位置合せを行う位置合わせ手段と、コンタクト時に生ずる位置ずれを解消する位置ずれ解消手段と、アライメント許容値である第１の設定値と、コンタクト時に生ずるずれ量であるかを判定するための第２の設定値とを記憶した記憶部を設ける。
上記位置合わせ手段は、マスクとワークを接触させて、マスクに形成されたマスク・アライメントマークとワークに形成されたワーク・アライメントマークの位置を検出し、第１のアライメント量を求めて上記記憶部に記憶し、上記マスクと上記ワークを離間させて、上記第１のアライメント量に基づいて上記マスクと上記ワークを相対的に平行方向に移動させて上記マスクと上記ワークの位置合わせを行い、再度上記マスクと上記ワークを接近させ接触させて、上記マスク・アライメントマークと上記ワーク・アライメントマークの位置を検出し、第２のアライメント量を求め、第２のアライメント量が、上記記憶部に予め記憶された第１の設定値以内の場合には、位置合わせ動作を完了する。
また、上記位置ずれ解消手段は、上記位置合わせ手段により位置合わせを行った際に、上記第２のアライメント量が上記第１の設定値より大きいとき、上記第２のアライメント量と、上記記憶部に記憶された上記第１アライメント量とを比較し、その差が上記第２の設定値より小さいとき、第２のアライメント量を、コンタクト時に生ずる位置ずれ量（イメージシフト量）として前記記憶手段に記憶し、上記第２のアライメント量に上記記憶手段に記憶されたコンタクト時に生ずる位置ずれ量を加算して第３のアライメント量を求める。
前記位置合わせ手段は、上記位置ずれ解消手段により求めた上記第３のアライメント量を上記第１のアライメント量として、位置合わせ動作を行う。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）マスクとワークの位置合わせに際し、コンタクト時に生ずる位置ずれ（イメージシフト）が発生したとき、アライメント量に上記コンタクト時に生ずる位置ずれ量（イメージシフト量）を加えて位置合せを行なうので、マスクとワークの位置を所望の位置関係にする（例えば一致させる）ことができる。
（２）コンタクト時に生ずる位置ずれ（イメージシフト）が発生しても、マスクとワークの位置合わせが収束せず同じ動作を繰り返す（無限のループに入る）のを防ぐことができ、迅速な位置合わせが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例のコンタクト露光装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例の動作フローを示す図である。
【図３】イメージシフト発生時の位置合わせを説明する図である。
【図４】従来例と本発明におけるイメージシフトが発生した場合のアライメント動作の様子を示す図である。
【図５】コンタクト露光装置における位置合わせの動作フローを示す図である。
【図６】コンタクト露光装置の構成例を示す図である。
【図７】図６のコンタクト露光装置の動作を説明する図である。
【図８】ｄＸ，ｄＹ，ｄθを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は本発明の実施例のコンタクト露光装置の構成を示す図であり、同図は、装置の断面図である。
同図において、前記図７に示したものと同じものには同じ符号が付されており、本実施例のコンタクト露光装置は、露光光を出射する光照射部１０、マスクＭを保持するマスクステージ１３、露光処理を行うワークＷを保持するワークステージ１４から構成される。
光照射部１０は、露光光を含む光を放射するランプ１１と、ランプ１１から放射される光を反射するミラー１２を備える。マスクステージ１３は、パターン（マスクパターン）ＭＰが形成されたマスクＭを真空吸着などで保持する。
ワークステージ１４は、マスクパターンＭＰが転写されるワークＷを保持する。ワークステージ１４には、ワークステージ駆動機構１５が取り付けられている。ワークステージ駆動機構１５は、ワークステージ１４を、Ｘ方向（例えば同図の左右方向）、Ｙ方向（例えば同図において紙面に対して垂直方向）、Ｚ方向（同図の上下方向）に移動させるとともに、ワークステージ１４面に垂直な軸を中心として回転（この回転をθ方向移動という）させる。
また、マスクＭとワークＷには、両者の位置を合わせるために、マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭが形成されている。
【００１９】
アライメント顕微鏡１６は、同図の位置に挿入あるいは退避することが可能であり、マスクＭとワークＷの位置合わせ時には、同図の位置に挿入され、アライメント顕微鏡によりマスクマークＭＡＭ、ワークマークＷＡＭを検出し、マスクとワークの位置合わせを行う。また、位置合せ後、アライメント顕微鏡１６は、ワークＷ上から退避する。
制御部２０は、画像処理部３１と動作制御部２２と、アライメントマークの位置座標、各種設定値等を記憶する記憶部２３から構成される。
制御部２０の動作制御部２２は、光照射部１０、ワークステージ駆動機構１５等を制御して、露光装置全体の動作を制御するとともに、前記したようにマスクＭとワークＷの位置合わせを行う。
上記アライメント顕微鏡１６で受像した画像は、上記画像処理部２１に送られ、画像処理されて位置座標に変換され、記憶部２３に記憶される。
【００２０】
動作制御部２２は、マスクＭとワークＷに位置合わせを行うため、位置合わせ手段２２ａを備える。位置合わせ手段２０ａは、アライメント顕微鏡により検出されたマスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭの位置から、アライメント量を求めて記憶部２３に記憶し、ワークステージ駆動機構１５を駆動して、上記マスクＭと上記ワークＷを離間させて、上記アライメント量に基づいて、マスクＭとワークＷを平行方向に移動させてマスクＭとワークＷの位置合わせを行う。
なお、図１では、ワークＷを移動させて位置合わせを行う場合を示したが、マスクステージ１３を駆動する駆動機構を設け、マスクステージ１３を移動させて、位置合わせを行ってもよい。
さらに、動作制御部２２は位置ずれ解消手段２２ｂを備える。位置ずれ解消手段２２ｂは、前記したように、イメージシフトにより、位置合わせを繰り返し行っても位置ずれが解消しない場合に、この位置ずれ量をイメージシフト量として記憶手段２３に記憶し、このイメージシフト量により、位置ずれを解消するアライメント量を求める。上記位置合わせ手段２２ａは、イメージシフトにより位置合わせを繰り返し行っても位置ずれが解消しない場合に、上記位置ずれ解消手段２２ｂにより求めたアライメント量に基づき、位置合わせを行う。
【００２１】
次に本実施例の動作について説明する。
図２に本発明の実施例の動作フローを示す。同図（ａ）は動作制御部２２の位置合わせ手段２２ａにより実行される位置合わせ処理フローを示し、同図（ｂ）は動作制御部２２の位置ずれ解消手段２２ｂにより実行される位置ずれ解消処理フローを示す。
以下、図２により、本実施例について説明する。
【００２２】
図２（ａ）において、図２（ａ）のステップＳ１０までは、前記背景技術で説明した動作と基本的には同じであり、簡単に説明する。
（１）図１に示すように、ワークＷがワークステージ１４上に置かれ保持される。ワークステージ駆動機構１５が動作し、ワークステージ１４は、マスクＭとワークＷとが接触する位置まで上昇（Ｚ方向移動）する（図２のステップＳ１）。
（２）マスクＭと光照射部１０との間に、アライメント顕微鏡１６を挿入する（図２のステップＳ２）。
（３）アライメント顕微鏡１６により、マスクＭに形成されているマスクマークＭＡＭと、ワークＷに形成されているワークマークＷＡＭを同時に検出する（図２のステップＳ３）。
【００２３】
（４）マスクマークＭＡＭ像とワークマークＷＡＭ像は制御部２０の画像処理部２１に送られる。画像処理部２１はマスクマークＭＡＭ、ワークマークＷＡＭをそれぞれ位置座標に変換し、記憶部２３に記憶する。
制御部２０の動作制御部２２は、検出したマスクマークＭＡＭの位置座標（Ｘｍ，Ｙｍ）とワークマークＷＡＭの位置情報（Ｘｗ，Ｙｗ）の差に基づき、マスクＭとワークＷを位置合せするためのＸＹθ方向の移動量（以下第１のアライメント量）ｄＸ０，ｄＹ０，ｄθ０を演算する。この第１のアライメント量は、記憶部２３に記憶される（図２のステップＳ４）。なお、前記図８に示したように、ｄＸはワークステージ１４のＸ方向の移動量、ｄＹはＹ方向の移動量、ｄθはθ回転方向の移動量を示す。
（５）動作制御部２２はワークステージ駆動機構１５を駆動し、ワークステージ１４を下降（Ｚ方向移動）させる。マスクＭとワークＷは離間する。すなわち、マスクＭとワークＷが水平方向に相対的に移動して位置合せを行うためのアライメント・ギャップまで下降する（図２のステップＳ５）。アライメント・ギャップは、前述したように例えば１００μｍである。
【００２４】
（６）前記図７（ａ）に示したように、ワークステージ１４がアライメント・ギャップにまで下降すると、動作制御部２２は、記憶部２３に記憶したアライメント量（ｄＸ０，ｄＹ０，ｄθ０）に基づき、マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭが一致するように（または所定の位置関係になるように）、ワークステージ駆動機構１５によりワークステージ１４をＸＹθ方向に移動させ、マスクＭとワークＷの位置合わせ（アライメント）を行う（図２のステップＳ６）。
（７）アライメント終了後、動作制御部２２は、ワークステージ駆動機構１５によりワークステージ１４を上昇させて、マスクＭとワークＷを接触させる（図２のステップＳ７）。
（８）マスクＭとワークＷの位置関係がずれていないかどうかを確認するために、アライメント顕微鏡１６により、再度マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭの位置を検出する（図５のステップＳ８）。このマスクマークＭＡＭ像とワークマークＷＡＭ像は制御部２０の画像処理部２１に送られ位置座標に変換され、記憶部２３に記憶される。
（９）動作制御部２２は、検出したマスクマークＭＡＭの位置座標（Ｘｍ，Ｙｍ）とワークマークＷＡＭの位置情報（Ｘｗ，Ｙｗ）の差に基づき、マスクＭとワークＷを位置合せするためのＸＹθ方向の移動量（以下第２のアライメント量）ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃを演算する。この第２のアライメント量は、記憶部２３に記憶される（図２のステップＳ９）。
【００２５】
（１０）動作制御部２２は、上記記憶部２３に記憶された第２のアライメント量ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃと、予め記憶部２３に記憶されているアライメント許容値（許容されるマスクマークとワークマークのずれ量、例えば±１μｍ）である第１の設定値と比較する（図２のステップＳ１０）。
（１１）上記第２のアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）がアライメント許容値の範囲内であれば、動作制御部２２は、アライメント顕微鏡１６を退避させ、前記図７（ｂ）に示したように、マスクＭとワークＷを接触させた状態で、光照射部１０から露光光を、マスクＭを介してワークＷに照射する。マスクパターンＭＰがワークＷに転写される。
【００２６】
（１２）ステップＳ１０において第２のアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）が第１の設定値に設定されるアライメント許容値の範囲外の場合、ステップＳ１１において、動作制御部２２は、前記ステップＳ４で求め記憶部２３に記憶された第１のアライメント量（ｄＸ０，ｄＹ０，ｄθ０）とステップＳ９で求め記憶部２３に記憶された第２のアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）とを比較する。
（１３）両者の差が、あらかじめ設定され記憶部２３に記憶された第２の設定値の範囲内でない場合には、第２のアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）がアライメント許容値の範囲外となった理由は、イメージシフトによるものではなく、別の原因によるものであると判定し、ステップＳ１２で、記憶部２３に繰り返し回数Ｎを記録する。そして、ステップＳ１３で繰り返し回数Ｎが、記憶部２３に予め設定された繰り返し回数の上限値Ｎｍａｘを超えたか否かを判定し、Ｎ＜Ｎｍａｘであれば、再度図２のステップＳ５に戻る。
そして、前記したようにマスクＭとワークＷを離間させ、ステップＳ９で求めたアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）に基づき、ステップＳ６において、マスクとワークの位置合せを行い、マスクＭとワークＷを接触させて検出したときのマスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭのずれ量、即ちアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）が、アライメント許容値内になるまでこの作業を繰り返す。
また、ステップＳ１３において判定の結果、上記繰り返し回数Ｎが上限値Ｎｍａｘを超えると、警報を出力する。
【００２７】
（１４）一方、ステップＳ１１において、ステップＳ４で求めた第１のライメント量（ｄＸ０，ｄＹ０，ｄθ０）とステップＳ９で求めた第２のアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）が、あらかじめ設定された範囲内で一致した場合、すなわち、第１のアライメント量と第２のアライメント量の差が小さく、記憶部２３に記憶されたイメージシフトであるか否かを判定するための第２の設定値（例えば、前記アライメント精度±１μｍと同じ、もしくは、それ以下の値）の範囲内の場合には、イメージシフトが発生したとして、図２（ｂ）に示す位置ずれ解消処理フローを実行する。
なお、第１のライメント量と第２のアライメント量が、あらかじめ設定された範囲内で一致することが複数回、繰り返されたとき、位置ずれ解消処理フローを実行するようにしてもよい。
（１５）ステップＳ１１において、位置ずれがイメージシフトによるものと判定されると、図２（ｂ）に示す位置ずれ解消処理フローのステップＳ１４において、動作制御部２２は、ステップＳ９で求めた第２のアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）をイメージシフト量（ｄＸｉ，ｄＹｉ，ｄθｉ）として記憶部２３に記憶する。
そして、ステップＳ１５において、ステップＳ９で求めた第２のアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）に、イメージシフト量（ｄＸｉ，ｄＹｉ，ｄθｉ）を加えて、これを第３のアライメント量（ｄＸｃ＋ｄＸｉ，ｄＹｃ＋ｄＹｉ，ｄθｃ＋ｄθｉ）として、図２（ａ）に示す位置合わせ処理フローのステップＳ５に戻る。
【００２８】
（１６）位置合わせ処理フローでは、図２（ａ）のステップＳ５で、前記したようにマスクＭとワークＷを離間させ、ステップＳ６でマスクＭとワークＷの位置合せを行うが、この時、上記第３のＳ９で求めた第３のアライメント量（ｄＸｃ＋ｄＸｉ，ｄＹｃ＋ｄＹｉ，ｄθｃ＋ｄθｉ）により、マスクＭとワークＷを相対的に移動させ、位置合わせを行う。
なお、本実施例では、ステップＳ９で求めたアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）とイメージシフト量（ｄＸｉ，ｄＹｉ，ｄθｉ）は同じであるので、実質的にはステップＳ９のアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）を２倍にしてワークステージ１４を相対的に移動させることになる。
そして、ステップ７で、ワークＷを上昇させ、マスクＭと接触させる。その際イメージシフトが発生するが、イメージシフトによる移動量を加えた第３のアライメント量により位置合せを行っているので、マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭは一致する（所望の位置関係になる）。
【００２９】
以下の動作は、前記したものと同じであり、ステップＳ８で、マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭを検出し、ステップＳ９でアライメント量を計算する。
ステップＳ１０で、上記アライメント量が、アライメント許容値以内であるかを判定するが、イメージシフトによる位置ずれが解消していれば、この値は許容値以下になるので、前記したように、前記図７（ｂ）に示したように、マスクＭとワークＷを接触させた状態で、光照射部１０から露光光を、マスクＭを介してワークＷに照射し、マスクパターンＭＰをワークＷに転写する。
【００３０】
以上のように、本実施例では、制御部２０が、アライメント顕微鏡１６により検出したマスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭの位置情報に基づきマスクＭとワークＷの位置合せを行う位置合わせ手段２２ａと、コンタクト時に生ずる位置ずれを解消する位置ずれ解消手段２２ｂと、アライメント許容値である第１の設定値と、コンタクト時に生ずるずれ量であるかを判定するための第２の設定値と、位置合わせ動作回数の上限値である動作回数上限値とを記憶した記憶部２３を備える。
上記位置合わせ手段２２ａは、マスクＭとワークＷを接触させて、マスクＭに形成されたマスクマークＭＡＭとワークＷに形成されたワークマークＷＡＭの位置を検出し、第１のアライメント量を求めて上記記憶部２３に記憶し、上記マスクＭと上記ワークＷを離間させて、上記第１のアライメント量に基づいて上記マスクＭと上記ワークＷを相対的に平行方向に移動し、上記マスクＭと上記ワークＷの位置合わせを行い、再度上記マスクＭと上記ワークＷを接近させ接触させて、上記マスクマークＭＡＭとワークマークＷＡＭの位置を検出し、第２のアライメント量を求め、第２のアライメント量が、上記記憶部２３に予め記憶された第１の設定値以内の場合に、マスクＭとワークＷの位置合わせ動作を完了する。
位置合わせ手段２２ａによる位置合わせの結果、上記第２のアライメント量が上記第１の設定値より大きい場合、上記第２のアライメント量と、上記記憶部２３に記憶された第１アライメント量との差を求め、前記該差が記憶部２３に予め記憶された第２の設定値より大きい場合には、上記位置合わせ手段による位置合わせ動作を再度実行させる。
【００３１】
そして、位置合わせ動作の再実行回数が、予め上記記憶手段に記憶された動作回数上限値を超えても、上記第１のアライメント量が上記第１の設定値より大きい場合には、位置合わせ動作を停止させて警報信号を出力する。
位置ずれ解消手段２２ｂは、上記位置合わせ手段２２ａによる位置合わせの結果、上記第２のアライメント量が上記第１の設定値より大きく、上記第２のアライメント量と、上記記憶部に記憶された上記第１アライメント量との差が、記憶部２３に予め記憶された第２の設定値より小さい場合、第２のアライメント量を、コンタクト時に生ずるずれ量として前記記憶手段２３に記憶する。
そして、上記第２のアライメント量に記憶手段２３に記憶されたコンタクト時に生ずるずれ量を加算して第３のアライメント量を求め、位置合わせ手段２２ａは、上記位置ずれ解消手段２２ｂにより求めた上記第３のアライメント量を前記第１のアライメント量として、位置合わせ動作を行う。
本実施例においては、以上のようにしてマスクとワークの位置合わせを行っているので、イメージシフトを解消し、精度よくマスクとワークの位置合わせを行うことができる。
また、イメージシフトが発生しても、マスクとワークの位置合わせが収束せず、同じ動作を繰り返すのを防ぐことができ、迅速な位置合わせが可能となる。
【００３２】
図４に、イメージシフトが発生した場合のアライメント動作の様子を、従来の方法と本発明の方法とで比較して示す。
同図において、縦軸はアライメント量、横軸はアライメント動作の回数（ステップＳ７の回数）である。図４（ａ）が従来、図４（ｂ）が本発明である。
従来の図４（ａ）においては、ステップＳ４（１回目）でのアライメント量（ｄＸ０，ｄＹ０，ｄθ０）がおよそ（−１，０．９，１．１）（μｍ）であり、ステップＳ９（２回目）のアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）がおよそ（−０．１，−２．６，−２．９）（μｍ）であることを示している。
しかし、その後３回目以降は位置合せ繰り返しても、イメージシフトによりアライメント量が（−０．１，−２．６，−２．９）付近から小さくならず（即ち、マスクとワークを接触させると、マスクマークとワークマークが毎回（−０．１，−２．６，−２．９）程度ずれている）、アライメント許容値１．０μｍ以下に収束せず、したがって装置は露光動作に移ることができない。
【００３３】
これに対して、本発明の図４（ｂ）においては、ステップＳ４（１回目）でのアライメント量（ｄＸ０，ｄＹ０，ｄθ０）がおよそ（０．１，−０．３，−０．５）（μｍ）であり、ステップＳ９（２回目）のアライメント量（ｄＸｃ，ｄＹｃ，ｄθｃ）がおよそ（−０．５，−３，−３．５）（μｍ）であることを示している。
そして、３回目のアライメント量は、イメージシフトの発生により２回目のアライメント量とほとんど同じ値になる。
本発明においては、このようにほとんど同じような値のアライメント量が繰り返されると、この値をイメージシフト量として、アライメント量に加えて位置合せを行う。
したがって、４回目のアライメント量はおよそ（−０．６，−０．３，−０．５）となり、アライメント許容値１．０μｍ以下に収束し、露光動作に移ることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  光照射部
１１  ランプ
１２  ミラー
１３  マスクステージ
１４  ワークステージ
１５  ワークステージ駆動機構
１６  アライメント顕微鏡
２０  制御部
２１  画像処理部
２２ａ  位置合わせ手段
２２ｂ  位置ずれ解消手段
２２  動作制御部
２３  記憶部
Ｍ    マスク
ＭＡＭ  マスク・アライメントマーク（マスクマーク）
Ｗ    ワーク
ＷＡＭ  ワーク・アライメントマーク（ワークマーク）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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