JPH088174A - パターン位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】本発明は、パターン位置検出方法において、被
検査対象の基板上の任意の単位パターン近傍の領域の位
置指定を容易にする。 【構成】検出すべき位置の基準となる原点を基板５上に
設定すると共に、原点を基準とした２次元の座標系を設
定し、所定のピツチに基づいて、座標系内の第１方向の
第１ピツチＸｐと、第１方向と直交する第２方向の第２
ピツチＹｐとを設定し、原点から任意の単位パターン２
７Ｂまでの第１方向の単位パターン２７Ｂの第１数量
と、第２方向の単位パターン２７Ａの第２数量とを計数
し、任意の単位パターン２７Ｂ近傍の領域の位置を第１
数量及び第２数量と、第１ピツチＸｐ及び第２ピツチＹ
ｐとに基づいて指定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパターン位置検出方法に
関し、例えば投影露光装置で大型感光基板上に小面積の
パターンをつなぎ合わせて露光し、大面積の大型液晶表
示板を形成する際に適用し得る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の大型液晶表示板を形成す
る露光装置では、つなぎ合わせたパターンに重ねて他の
パターンを複数層露光することによつて、最終的に所望
するパターンを得ている。このようにパターンを重ねて
露光するときには、上層のパターンの露光位置を下層の
パターンの位置に応じて補正するため、下層のパターン
の位置が測定される。

【０００３】下層のパターンの任意の露光領域の位置を
測定する際、感光基板の中心を原点とする座標を制御装
置等に入力することによつて、ユーザは任意の露光領域
の位置を指定していた。ユーザは、レチクルに形成され
た原画パターンの設計寸法値に基づいて、任意の露光領
域の座標を計算して求めて入力していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の位置の指定方法においては、実際上、測定ポイント
は複数設定され、それぞれの測定ポイント毎に座標を計
算する必要があつた。このため計算間違いによつて指定
位置が所望の位置と異なることがある。座標が間違つて
いた場合、ユーザは再度計算し直し、全ての座標を入力
し直さなければいけないことになる。また複数の測定ポ
イント毎に全て計算する必要があるため、測定までに時
間がかかり、製造のスループツトが低下するという問題
があつた。

【０００５】また感光基板やパターンの形状、大きさ、
配置、つなぎ露光の回数等は様々である。このためそれ
ぞれに応じて計算して座標を入力する必要があり、煩雑
であるという欠点もあつた。

【０００６】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、被検査対象の基板上の任意の単位パターン近傍の領
域の位置指定を容易にし得るパターン位置検出方法を提
案しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、一実施例を表す図１〜図３とに対
応付けて説明すると、請求項１に記載の露光装置では、
所定の単位パターン（２７）を所定のピツチで複数配列
した基板（５）を被検査対象とし、基板（５）上の任意
の単位パターン（２７Ｂ）近傍の領域を位置検出手段
（１７）に対して相対的に位置決めし、任意の単位パタ
ーン（２７Ｂ）の基板（５）上での位置を検出するパタ
ーン位置検出方法において、検出すべき位置の基準とな
る原点を基板（５）上に設定すると共に、原点を基準と
した２次元の座標系を設定し、所定のピツチに基づい
て、座標系内の第１方向の第１ピツチ（Ｘｐ）と、座標
系内の第１方向と直交する第２方向の第２ピツチ（Ｙ
ｐ）とを設定し、原点から任意の単位パターン（２７
Ｂ）までの第１方向の単位パターン（２７Ｂ）の第１数
量と、第２方向の単位パターン（２７Ａ）の第２数量と
を計数し、任意の単位パターン（２７Ｂ）近傍の領域の
位置を第１数量及び第２数量と、第１ピツチ（Ｘｐ）及
び第２ピツチ（Ｙｐ）とに基づいて指定することによつ
て相対的な位置決めを行う。

【０００８】請求項２に記載の露光装置では、被検査対
象は、複数の単位パターン（２７）で構成される第１部
分パターン領域（２４Ａ）と、複数の単位パターン（２
７）で構成される第２部分パターン領域（２４Ｂ）とを
互いにつなぎ合わせて又は重ね合わせて形成されてお
り、検出すべき任意の単位パターン（２７Ｂ）として、
つなぎ合わせた又は重ね合わせた部分（２５Ａ）のパタ
ーン（２７Ｂ）を指定する。

【０００９】請求項３に記載の露光装置では、任意の単
位パターン（２７Ｂ）の検出結果に基づいて、つなぎ合
わせて又は重ね合わせて形成する際の第１部分パターン
領域（２４Ａ）と第２部分パターン領域（２４Ｂ）との
位置の補正量を決定する。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の露光装置方法では、検出すべ
き位置の基準となる原点を基板（５）上に設定すると共
に、原点を基準とした２次元の座標系を設定し、所定の
ピツチに基づいて、座標系内の第１方向の第１ピツチ
（Ｘｐ）と、第１方向と直交する第２方向の第２ピツチ
（Ｙｐ）とを設定し、原点から任意の単位パターン（２
７Ｂ）までの第１方向の単位パターン（２７Ｂ）の第１
数量と、第２方向の単位パターン（２７Ａ）の第２数量
とを計数し、任意の単位パターン（２７Ｂ）近傍の領域
の位置を第１数量及び第２数量と、第１ピツチ（Ｘｐ）
及び第２ピツチ（Ｙｐ）とに基づいて指定することによ
つて、被検査対象の基板（５）上の任意の単位パターン
（２７Ｂ）近傍の領域指定を容易にし得る。

【００１１】請求項２に記載の露光装置では、複数の単
位パターン（２７）で構成される第１部分パターン領域
（２４Ａ）と、複数の単位パターン（２７）で構成され
る第２部分パターン領域（２４Ｂ）とを互いにつなぎ合
わせた又は重ね合わせた部分のパターンを被検査対象と
して指定することによつて、この合わせた又は重ね合わ
せた部分（２５Ａ）のパターンのずれ量を検出すること
ができる。

【００１２】請求項３に記載の露光装置では、任意の単
位パターンの検出結果に基づいて、つなぎ合わせて又は
重ね合わせて形成する際の第１部分パターン領域（２４
Ａ）と第２部分パターン領域（２４Ｂ）との位置の補正
量を決定することによつて、この合わせた又は重ね合わ
せた部分（２５Ａ）の位置合わせ精度を高めることがで
きる。

【００１３】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１４】（１）実施例の構成 （１−１）投影露光装置の全体構成 図１において、１は全体として画像処理でアライメント
する大型液晶表示板製造用の投影露光装置を示し、超高
圧水銀ランプ等の光源２から射出された露光光を楕円鏡
３によつて集光した後、オプテイカルインテグレータ等
を介してコンデンサレンズ系４に入射する。

【００１５】コンデンサレンズ系４により適度に集光さ
れた露光光はほぼ均一な照度でレチクルＲを照明する。
その露光光によつてレチクルＲのパターンが投影光学系
ＰＬを介して感光基板５上の各シヨツト領域に投影され
る。この後、感光基板５上に複数層の回路パターンを順
に重ねて露光することにより大型の液晶表示板を製造し
ている。

【００１６】感光基板５はＺステージ６上に保持され、
Ｚステージ６はＸＹステージ７上に載置されている。Ｘ
Ｙステージ７は感光基板５を投影光学系ＰＬの光軸（Ｚ
軸）に垂直な平面（ＸＹ平面）内で位置決めし、Ｚステ
ージ６は感光基板５をＺ軸方向に位置決めする。Ｚステ
ージ６と感光基板５との間には感光基板５を回転させる
θテーブル（図示せず）が介装されている。Ｚステージ
６上の感光基板５の近傍には種々のアライメント用マー
クが形成された基準マーク集合体８が固定されている。
基準マーク集合体８の近傍にはＸ方向およびＹ方向の距
離測定用の移動鏡９が固定されている。

【００１７】移動鏡９にはレーザ干渉計１０からレーザ
ビームが照射される。レーザ干渉計１０は、移動鏡９の
鏡面で反射された反射光を受光してＸＹステージ６の位
置を常時計測し、位置信号Ｓ１を装置制御用コンピユー
タ１１に送出する。装置制御用コンピユータ１１は位置
信号Ｓ１に基づいた駆動信号Ｓ２を駆動装置１２に送出
して、ＸＹステージ７を駆動する。

【００１８】アライメント用顕微鏡１３は、レチクルＲ
のアライメントのとき、アライメント光をミラー１４を
介してレチクルＲのパターン領域近傍のアライメントマ
ークＲＭに照射する。このアライメントマークＲＭから
の反射光がミラー１４で反射されて顕微鏡１３に戻され
る。例えばアライメント用顕微鏡１３内部で再結像され
るアライメントマークＲＭの像の位置に基づいてレチク
ルＲの位置を調整することによりレチクルＲをアライメ
ントする。

【００１９】オートフオーカス検出系は送光系１５およ
び受光系１６からなり、送光系１５は感光基板５に向け
てスリツトパターン等の検出パターンの像を投影光学系
ＰＬの光軸ＡＸに対して斜めに投影する。その検出パタ
ーンの像の反射光により受光系１６内でその検出パター
ンの像が再結像される。その再結像された検出パターン
の像の位置ずれ量から感光基板５の露光面の高さが求め
られ、Ｚステージ６によりその感光基板５の露光面の高
さが投影光学系ＰＬに対するベストフオーカス位置に設
定される。

【００２０】投影光学系ＰＬの側方には画像処理用のア
ライメント光学系が配置されている。アライメント光学
系は感光基板５上の観察領域から反射された反射光を対
物レンズ１７およびミラー１８を介してリレーレンズ１
９に導く。そしてこの反射光を電荷結像型撮像素子（Ｃ
ＣＤ）を用いたＣＣＤカメラ２０の撮像面に集束し、撮
像面に観察領域のパターンの画像を結像する。

【００２１】パターンマツチング装置２１は被処理画像
としてＣＣＤカメラ２０から出力される映像信号（撮像
信号）Ｓ３を取り込む。パターンマツチング装置２１は
テンプレート画像をメモリに記憶しており、パターンマ
ツチングによつてテンプレートに一致するパターンの座
標を求める。パターンマツチング装置２１はこの座標値
を表す座標信号Ｓ４を装置制御用コンピユータ１１に送
出する。

【００２２】装置制御用コンピユータ１１は、座標信号
Ｓ４に基づいてつなぎ露光のときや重ね露光のときに生
じたずれ量を求め、次回以降のパターン領域をつなぎ合
わせて又は重ね合わせて露光する際には駆動装置１２に
補正パラメータとして与えることにより、位置合わせ精
度を高める。また装置制御用コンピユータ１１は、ここ
で求められた補正パラメータを投影光学系ＰＬの結像特
性の補正や、レチクルアライメント系にもフイードバツ
クし得る。

【００２３】因みに、テンプレート画像として記憶され
る画像は、感光基板５上に形成された画像パターンの一
部である。装置制御用コンピユータ１１には、入力装置
（ここではキーボード）２２及び出力装置（ここでは陰
極線管）２３が接続されている。

【００２４】（１−２）感光基板上のパターンの構成 図２に示すように、感光基板５上には、４つのレチクル
パターン像２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄが例えば第
１層目としてつなぎ露光されている。レチクルパターン
像２４Ａ及び２４Ｂは、境界線２５Ａで接続されてい
る。同様に、レチクルパターン像２４Ｂ及び２４Ｃ、２
４Ｃ及び２４Ｄ、２４Ｄ及び２４Ａは、それぞれ境界線
２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄで接続されている。

【００２５】レチクルパターン像２４Ａは、例えば図３
に示すように、感光基板５のＸ方向（図２及び図３の紙
面に向かつて左右方向）に延びる一連の画素パターン２
７がＹ方向（紙面に向かつて上下方向）に一定のピツチ
Ｙｐで規則的に繰り返して配列されてなる。画素パター
ン２７は、Ｘ方向に延びる幹部２７Ａと、幹部２７Ａよ
りＹ方向（紙面に向かつて上下方向）にわずかに突出す
る複数の枝部２７Ｂとでなる。

【００２６】枝部２７Ｂは、Ｘ方向に一定のピツチＸｐ
で規則的に繰り返して配列している。レチクルパターン
像２４Ｂ〜２４Ｄは、レチクルパターン像２４Ａと同一
に形成されている。なおＸ及びＹ方向のピツチＸｐ及び
Ｙｐは、感光基板５上に拡大したときピツチＸｐ及びＹ
ｐとなるように設計されてレチクルＲ上に形成された原
画パターンのＸ及びＹ方向のピツチの値と、原画パター
ンの拡大率とに基づいて決定される。

【００２７】（２）実施例の動作 以上の構成において、例えば境界線２５Ａ上の任意の枝
部２７Ｂ近傍の領域を測定ポイントとして指定し、この
任意の枝部２７Ｂをパターンマツチングで測定する際に
は、図４に示す測定手順ステツプＳＰ０が実行される。

【００２８】すなわちユーザは、ステツプＳＰ１におい
て、任意の枝部２７Ｂ近傍の領域の位置の基準となる原
点を例えばレチクルパターン像２４Ａの左上隅と決定す
ると、この位置を入力装置２２より装置制御用コンピユ
ータ１１に設定する。これにより装置制御用コンピユー
タ１１は、レチクルパターン像２４Ａの左上隅を原点
（すなわち（Ｘ，Ｙ）＝（０，０））とするＸＹ直交座
標系を感光基板５の面内に設定する。

【００２９】続いて、ユーザはステツプＳＰ２におい
て、Ｘ及びＹ方向のピツチＸｐ及びＹｐを装置制御用コ
ンピユータ１１に設定してステツプＳＰ３に移る。ステ
ツプＳＰ３において、ユーザは原点から任意の枝部２７
Ｂまでの配列、すなわちＸ方向の枝部２７Ｂの個数（以
下列数という）と、Ｙ方向の幹部２７Ａの個数（以下行
数という）とを計数して、装置制御用コンピユータ１１
に設定する。列数と行数とのみを計数することにより、
ユーザ自身が座標を計算して設定する場合に比して、装
置制御用コンピユータ１１に設定するまでの時間を一段
と減少させることができる。

【００３０】装置制御用コンピユータ１１はステツプＳ
Ｐ４において、列数とＸ方向のピツチＸｐとに基づいて
計算すると共に、行数とＹ方向のピツチＹｐとに基づい
て計算して、任意の枝部２７Ｂの座標（Ｘ、Ｙ）に変換
する。続いて、装置制御用コンピユータ１１はこの座標
（Ｘ、Ｙ）に応じた駆動信号Ｓ２を駆動装置１２に送出
して、ＸＹステージ７を駆動する。これにより任意の枝
部２７Ｂ近傍の領域がアライメント光学系の光軸に対し
て相対的に位置決めされることになる。

【００３１】ステツプＳＰ５においてパターンマツチン
グ装置２１は、任意の枝部２７Ｂの座標をパターンマツ
チングによつて計測して、ステツプＳＰ６に移り測定を
終了する。このようにして露光のときに生じた境界線２
５Ａ上の任意の枝部２７Ｂ近傍の領域のパターンのずれ
量が求められる。これにより次回以降のパターンを露光
する際には、このずれ量に応じた補正パラメータを使用
して境界線２５Ａ付近の位置合わせ精度を高めることが
できる。

【００３２】（３）実施例の効果 以上の構成によれば、任意の枝部２７Ｂ近傍の領域の位
置の基準となる原点をレチクルパターン像２４Ａの左上
隅に設定すると共に、この原点を基準としたＸＹ直交座
標系を設定し、原画パターンのＸ及びＹ方向のピツチに
基づいて、ＸＹ直交座標系内のＸ及びＹ方向のピツチＸ
ｐ及びＹｐを設定し、原点から任意の枝部２７Ｂまでの
列数及び行数を計数し、任意の枝部２７Ｂ近傍の領域の
位置を列数及び行数と、ピツチＸｐ及びＹｐとに基づい
て指定することによつて、感光基板５上の任意の枝部２
７Ｂ近傍の領域指定を容易にすることができる。

【００３３】また測定ポイントの指定が列数及び行数の
計数だけで済み、ユーザによる計算が不要となることに
より、測定までの時間が一段と短縮されて、製造のスル
ープツトを向上させることができる。さらに測定ポイン
トの指定が列数及び行数を計数するだけで済むことによ
り、測定ポイントの設定変更が容易であり、かつ誤入力
を減少させることもできる。さらに測定ポイントの指定
が間違つていても、大部分が原点やピツチの変更のみで
済む。

【００３４】（４）他の実施例 なお上述の実施例においては、４つのレチクルパターン
像２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄをつなぎ合わせて露
光し、任意の枝部２７Ｂの位置を検出する場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、大面積のレチクルパ
ターン像を１つ露光し、任意の枝部の位置を検出する場
合にも適用し得る。この場合にも上述と同様の効果を得
ることができる。

【００３５】また上述の実施例においては、任意の枝部
２７Ｂ近傍の領域の位置の基準となる原点をレチクルパ
ターン像２４Ａの左上隅に設定する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、例えばレチクルパターン像
２４Ｂの右上隅、境界線２５Ａ〜２５Ｄ上、基板５の中
央等、任意の位置に設定しても良い。

【００３６】さらに上述の実施例においては、液晶表示
装置を製造するための感光基板５に露光する場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、例えばプラズマデ
イスプレイを製造するための感光基板や半導体基板等、
任意の露光対象に露光する場合にも広く適用できる。

【００３７】

【発明の効果】上述のように、請求項１に記載のパター
ン位置検出方法では、検出すべき位置の基準となる原点
を基板上に設定すると共に、原点を基準とした２次元の
座標系を設定し、所定のピツチに基づいて、座標系内の
第１方向の第１ピツチと、第１方向と直交する第２方向
の第２ピツチとを設定し、原点から任意の単位パターン
までの第１方向の単位パターンの第１数量と、第２方向
の単位パターンの第２数量とを計数し、任意の単位パタ
ーン近傍の領域の位置を第１数量及び第２数量と、第１
ピツチ及び第２ピツチとに基づいて指定することによつ
て、被検査対象の基板上の任意の単位パターン近傍の領
域指定を容易にし得るパターン位置検出方法を実現でき
る。

【００３８】請求項２に記載のパターン位置検出方法で
は、複数の単位パターンで構成される第１部分パターン
領域と、複数の単位パターンで構成される第２部分パタ
ーン領域とを互いにつなぎ合わせた又は重ね合わせた部
分のパターンを被検査対象として指定することによつ
て、この合わせた又は重ね合わせた部分のパターンのず
れ量を検出することができる。

【００３９】請求項３に記載のパターン位置検出方法で
は、任意の単位パターンの検出結果に基づいて、つなぎ
合わせて又は重ね合わせて形成する際の第１部分パター
ン領域と第２部分パターン領域との位置の補正量を決定
することによつて、この合わせた又は重ね合わせた部分
の位置合わせ精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】投影露光装置の説明に供する全体構成図であ
る。

【図２】つなぎ露光された感光基板を示す略線図であ
る。

【図３】画素パターンを示す平面図である。

【図４】本発明によるパターン位置検出方法の一実施例
によるパターン位置の測定手順を示すフローチヤートで
ある。

【符号の説明】

１……投影露光装置、２……光源、３……楕円鏡、４…
…コンデンサレンズ系、５……感光基板、６……Ｚステ
ージ、７……ＸＹステージ、８……基準マーク集合体、
９……移動鏡、１０……レーザ干渉計、１１……装置制
御用コンピユータ、１２……駆動装置、１３……アライ
メント用顕微鏡、１４……ミラー、１５……送光系、１
６……受光系、１７……対物レンズ、１８……ミラー、
１９……リレーレンズ、２０……ＣＣＤカメラ、２１…
…パターンマツチング装置、２２……入力装置、２３…
…出力装置、２４Ａ〜２４Ｄ……レチクルパターン像、
２５Ａ〜２５Ｄ……境界線、２６Ａ〜２６Ｄ……バーニ
アパターン、２７……画素パターン、２７Ａ……幹部、
２７Ｂ……枝部、Ｒ……レチクル、ＰＬ……投影光学
系。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の単位パターンを所定のピツチで複数
   配列した基板を被検査対象とし、前記基板上の任意の前
   記単位パターン近傍の領域を位置検出手段に対して相対
   的に位置決めし、前記任意の単位パターンの前記基板上
   での位置を検出するパターン位置検出方法において、 検出すべき前記位置の基準となる原点を前記基板上に設
   定すると共に、前記原点を基準とした２次元の座標系を
   設定し、 前記所定のピツチに基づいて、前記座標系内の第１方向
   の第１ピツチと、前記座標系内の前記第１方向と直交す
   る第２方向の第２ピツチとを設定し、 前記原点から前記任意の単位パターンまでの前記第１方
   向の前記単位パターンの第１数量と、前記第２方向の前
   記単位パターンの第２数量とを計数し、 前記任意の単位パターン近傍の領域の位置を前記第１数
   量及び前記第２数量と、前記第１ピツチ及び第２ピツチ
   とに基づいて指定することによつて前記相対的な位置決
   めを行うことを特徴とするパターン位置検出方法。
2. 【請求項２】前記被検査対象は、複数の前記単位パター
   ンで構成される第１部分パターン領域と、複数の前記単
   位パターンで構成される第２部分パターン領域とを互い
   につなぎ合わせて又は重ね合わせて形成されており、前
   記検出すべき任意の単位パターンとして、前記つなぎ合
   わせた又は重ね合わせた部分のパターンを指定すること
   を特徴とする請求項１に記載のパターン位置検出方法。
3. 【請求項３】前記任意の単位パターンの検出結果に基づ
   いて、前記つなぎ合わせて又は重ね合わせて形成する際
   の前記第１部分パターン領域と第２部分パターン領域と
   の位置の補正量を決定することを特徴とする請求項１又
   は請求項２に記載のパターン位置検出方法。