JP2678942B2 - パターンの描画または検査方法 - Google Patents

パターンの描画または検査方法

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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、液晶パネル、シヤドウマスクまたはサーマ
ルヘッド等を製造するためのガラスマスク等の基板にパ
ターンを描画し、または該基板に描画されているパター
ンを検査する方法に係り、特に基板の自重によるたわみ
によって生ずるパターン伸縮の補正に関するものであ
る。
(従来の技術) この種の描画または検査を行うのに、基板の下面全体
を支持せず、端部の数箇所のみを支持して基板を水平に
保持する場合がある。このような基板の支持方法は、基
板が小形の場合には平面度を比較的得られるが、基板の
サイズが次第に大形化するに連れて、自重によるたわみ
が問題となってきた。特開昭59−150422号公報には、1
辺の長さが130mmのガラスまたは合成石英板のマスクす
なわち基板の端部を支持したとき、該基板のたわみによ
るパターン伸縮の問題が示され、同公報にはこの問題を
解決する方法として、基板の1組の対向する2辺に沿う
方向のたわみを許容値内に納めるように定めて該2辺上
のそれぞれ2箇所を支持し、主として他の2辺に沿う方
向のたわみを生ずるようにしてたわみを単純化し、基板
表面の平面度分布を測定して前記たわみによる基板表面
の伸縮量の分布を求め、この伸縮量の分布に基づいて補
正を行なうことにより、正確な描画または検査を行なう
ことが提案されている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、従来は基板の1辺が130〜180mm程度と比較
的小形であって容易に固定できること、さらに固定のた
めのクランプ力によって基板が変形することを防止する
ことのために、真空吸着などにより、基板が移動しない
程度の比較的小さなクランプ力で固定していた。このた
め、基板10は、第4図に示すように、その上面は縮み、
下面は伸びる単純なたわみであり、そのため、上記公報
のような高さ分布を測定しなくても、基板10の4隅に設
けたアライメントマークの水平面内の位置を測定するこ
とによってたわみによるパターンの変形をおおよそ知る
ことができ、実用上許容されるパターン描画または検査
が可能であった。しかしながら、液晶パネル、シヤドウ
マスクまたはサーマルヘッド等を製作するためのガラス
マスクのように、基板10が例えば、縦横約508mm×610mm
(20″×24″)〜約711mm×813mm(28″×32″)のよう
に大形な場合、上記のような支持方法では基板10を確実
に保持できないと共に、たわみ量が非常に大きくなって
しまう問題があった。
本発明は、大形の基板であってもたわみ量をより小さ
く押えつつ確実に保持し、かつ簡単にしてより正確にた
わみによるパターン伸縮の補正を行って描画または検査
することのできる方法を提供することを目的としてい
る。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するための本発明は、矩形平板状の基
板表面にパターンを描画し、または該基板表面に描画さ
れているパターンを検査するに際し、基板の2組の対向
する2辺のうち1組の対向する2辺に沿う端部のみを水
平に配置された基板支持部の基準面によって支持すると
共に、基板の端部を基準面に向けて重力方向に固定した
とき基板の自重により発生する2つの基準面の端部にお
ける基板の最大曲げモーメントより大きなクランプ力で
基板の端部を基準面に固定し、2組の対向する2辺のう
ちの他の1組の対向する2辺の少なくとも1辺に沿って
基板表面に設けられている4個以上のアライメントマー
クの水平方向位置を検出し、この検出値に基づいて前記
他の1組の対向する2辺に沿う方向の基板表面の伸縮量
の分布を求め、基板表面へのパターンの描画または該基
板表面に描画されているパターンの検査を前記伸縮量の
分布に基づいて補正しつつ行うものである。
(作用) 本発明は、上記のようなクランプ力によって基板の端
部を基板支持部の基準面に固定するため、基板のたわみ
は第2図に示すようになる。すなわち、従来は第4図に
示すように、基板の端部が基準面に密着していなかった
のに対し、本発明では基板の端部が基準面に完全に密着
した状態となり、従来方法に対し最大たわみ量は1/5に
なる。また、たわみは1組の対向する2辺に沿う端部を
基準面に完全に密着させるため、この基準面の平面度を
高めておくことにより該2辺に沿う方向のたわみおよび
変形は小さく抑えられ、他の2辺に沿う方向に前記第2
図に示すたわみを生ずる。このたわみによる基板表面の
伸縮は、従来の第4図の場合と異なり、中央部分では縮
むが両端寄りでは伸びる。そこで、この伸縮量の分布を
前記4個以上のアライメントマークによって検出し、そ
れに基づいて描画または検査を行うことにより、大形の
基板に対するパターン描画または検査をより正確に行う
ことができる。
(実施例) 以下本発明の実施例について第1図ないし第3図を参
照して説明する。第1図において、10は基板、11は水平
に配置された基板支持部である。基板支持部11は、基板
10上のパターン領域10Aより大きな窓12を有し、基板10
の2組の対向する上下および左右の各2辺のうち、長辺
側の第1図において左右の2辺の端部のみが基板支持部
11の上面すなわち基準面11A上に載るようになってい
る。
基板支持部11には、3つの位置決め用突起13が設けら
れ、基板10を基板支持部11上の所定位置に設置すること
ができるようになっている。基準面11Aは平面度良く加
工され、基板10の左右2辺の端部が載る位置には2列の
真空チャック溝14A,14Bがそれぞれ左右2辺に沿うよう
に設けられている。
真空チャック溝14A,14Bは、第2図に示すように、基
板10の端部を基準面11Aに完全に密着させるのに必要な
クランプ力を有するように構成されている。すなわち、
第2図に示すような、いわゆる両端固定のはり構造にお
ける“はり”すなわち基板10の自重による曲げモーメン
トMは、第3図に曲線mで示すようになり、固定部端す
なわち第2図に示す基準面11Aの窓12側の端部a,dで最大
曲げモーメント であり、中央部で曲げモーメントの方向が逆になり、中
央の曲げモーメント である。ただし、Wは基板10のad間の重量,lはad間の距
離である。そこで、真空チャック溝14A,14Bによるクラ
ンプ力は、 により大きな曲げモーメントとなるクランプ力を与え
る。
なお、真空チャック溝14A,14Bの総クランプ力による
曲げモーメントMpは、次の式で与えられる。
Mp=l1×e×L×P+l2×e×L×P ただし、l1,l2は端部aまたはbから真空チャック溝1
4A,14Bの中心までの距離,eは該溝14A,14Bの幅,Lは該溝1
4A,14Bのそれぞれの合計長さ,Pは単位面積当りの真空力
である。
そこで、前記総クランプ力による曲げモーメントMp
が、 より大きくなるように、前記l1,l2,e,L,Pを定めて、基
板10の端部を基準面11Aに密着させるようにしてある。
また、第3図から明らかなように、端部aまたはdか
らそれぞれ0.211lの位置b,cを境にしてab間およびcd間
では曲げモーメントMが負であり、bc間では正であるた
め、ab間およびcd間では基板10の表面(上面)は伸び、
bc間では縮む。そこで、上記自重によってたわみを生ず
る側の基板10の上下の2辺に沿う基板表面の好ましくは
前記a,b,c,dに近い位置に、アライメントマーク15a,15
b,15c,15dおよび16a,16b,16c,16d(第1図参照)を設
け、それらの位置を検出できるようにする。
次いでパターン検査を例としてその方法を説明する
と、パターン領域10Aに所定のパターンが形成されてい
るガラスマスクすなわち基板10を、図示しない検査ステ
ージに設けられている基板支持部11の基準面11A上に、
第1図に示すように載置する。このとき、基板11は、第
1図において左右の長辺側の2辺の端部のみが基準面11
Aによって支持されているのみであるため、基板10は第
4図に示すようなたわみを生ずる。
次いで真空チャック溝14A,14Bに、前述したような真
空力Pを作用させて、基板10の左右の端部を第2図に示
すように基準面11Aに完全に密着させるクランプ力を生
じさせて、基板10を基準面11A上に固定する。
このとき、基板10は左右の2辺の全体が基準面11Aに
密着固定されるため、該左右の2辺に沿う方向のたわみ
は生じず、基準面11Aの平面度によって定められる所定
の変形範囲内に納められる。他方、上下の2辺に沿う方
向には、いわゆる両端固定のはり構造におけるたわみを
生ずる。そのたわみ量δは、次の式で与えられる。
ただし、W,lは前述したW,lと同じであり、Eは基板10
のヤング率、Iは基板10の断面二次モーメント、xは固
定部端aからの距離である。
上記式からad間の中央に現われる最大たわみ量 となる。
他方、第4図の場合は、 から、 である。
そこで、第1図に示すように基板10の端部を固定する
ことにより、第4図の場合に比較して最大たわみ量は1/
5に押えられる。
次いで、図示しないアライメントマーク検出手段によ
って、アライメントマーク15a〜15dおよび16a〜16dの水
平面内における位置を検出する。なお、これらのアライ
メントマーク15a〜15dおよび16a〜16dの前述した基板10
のたわみによる高さ方向の位置変化は、δmaxで70μm
程度であるため、この高さ変化に伴なう水平面内の位置
変化は無視できる程の極めて小さい値である。これに対
し、たわみによる基板10の表面の伸縮による水平面内の
位置変化は最大で1μm程度と、無視することのできな
い大きさであり、ab間およびcd間では伸び、bc間では縮
む。
この基板10の表面の伸縮量を前記アライメントマーク
15a〜15dおよび16a〜16dの上下の2辺に沿う方向の位置
から検出する、なお、これらのアライメント15a〜15dお
よび16a〜16dは、必ずしも第3図に示したa〜dの位置
に完全に一致している必要はなく、各アライメントマー
ク15a〜15dおよび16a〜16dの位置を特定しておくことに
より、計算で各アライメントマーク間の伸縮量の分布を
求めることができるため、前記各アライメントマーク15
a〜15dおよび16a〜16dの位置を図示しないコンピュータ
に取り込んで、設計値と比較することにより前記伸縮量
の分布を求める。
こうして、基板10のパターンが形成されている表面の
伸縮量の分布を求めたならば、パターン検出を開始する
が、このとき、検出パターンの位置または検出パターン
と比較する基準パターンの位置のいずれかに前記伸縮量
の分布に対応する補正を加えることにより、前記伸縮に
影響されない、パターン検出が行なわれる。
なお、前記伸縮量の分布の計算は、必らずしも微細に
求める必要はなく、例えば、ab間,bc間,cd間のように大
まかに区分してそれぞれの平均伸縮量を求め、それぞれ
の区分ごとに補正値を定めるようにしてもよく、この場
合、アライメントマークの数を多くすれば、より正確に
補正できる。
前述した実施例は、アライメントマークを上下の2辺
にそれぞれ設けた例を示したが、一方のみでもよいこと
は言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、たわみを小さく押
えつつ基板表面の伸縮に対応した補正が可能であるた
め、比較的小形の基板はもちろん特に大形の基板へのパ
ターンの描画または大形の基板に描画されているパター
ンの検査をより確実かつより正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に用いる基板支持部および基板
の平面図、第2図は第1図のII−II線による拡大断面図
で基板のたわみを拡大して示す図、第3図は第2図に示
す基板の曲げモーメント図、第4図は従来の基板支持方
法における基板のたわみを第2図に対応させて示す断面
図である。 10……基板、11……基板支持部、12……窓、14A,14B…
…真空チャック溝、15a〜15d,16a〜16d……アライメン
トマーク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027 H01L 21/66 J 21/66 21/30 502V 521

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】矩形平板状の基板表面にパターンを描画
    し、または該基板表面に描画されているパターンを検査
    するに際し、前記基板の2組の対向する2辺のうち1組
    の対向する2辺に沿う端部のみを水平に配置された基板
    支持部の基準面によって支持すると共に、前記基板の端
    部を前記基準面に向けて重力方向に固定したとき前記基
    板の自重により発生する前記2つの基準面の端部におけ
    る前記基板の最大曲げモーメントより大きなクランプ力
    で前記基板の端部を前記基準面に固定し、前記2組の対
    向する2辺のうち他の1組の対向する2辺の少なくとも
    1辺に沿って基板表面に設けられている4個以上のアラ
    イメントマークの水平方向位置を検出し、この検出値に
    基づいて前記他の1組の対向する2辺に沿う方向の前記
    基板表面の伸縮量の分布を求め、前記基板表面へのパタ
    ーンの描画または該基板表面に描画されているパターン
    の検査を前記伸縮量の分布に基づいて補正しつつ行うこ
    とを特徴とするパターンの描画または検査方法。
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