JP3491106B2 - 位置検出装置、位置合せ装置及び位置測定方法 - Google Patents
位置検出装置、位置合せ装置及び位置測定方法Info
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位置検出装置及び位置合
せ装置に関し、例えば投影露光装置で液晶表示装置を製
造するための感光基板とマスクとを位置合わせするもの
に適用し得る。
せ装置に関し、例えば投影露光装置で液晶表示装置を製
造するための感光基板とマスクとを位置合わせするもの
に適用し得る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の位置合せ装置には、画像
処理によつて位置合わせするものがある。すなわち図８
に示すように、位置合せ装置は、マスク面及び感光基板
面上に配置されたそれぞれのアライメントマーク１及び
２の画像を別個にあるいは同時にＣＣＤカメラ等の画像
検出器によつて取り込む。続いて、位置合せ装置は、こ
の画像中でのアライメントマーク１及び２のそれぞれの
位置を検出して、アライメントマーク１及び２の相対距
離を求める。あるいは、画面内のある点とアライメント
マークとの位置関係（距離等）を測る場合、位置合せ装
置は画面内のある点の位置を予め測定しておき、その点
に対するアライメントマークの位置を計測して、設計上
のアライメントマークの位置と比較する。この方法で
は、理想格子を有する画面から感光基板がどの程度ずれ
ているかを知ることができる。位置合せ装置は、この相
対距離あるいは、ある点からの距離に基づいてマスクと
感光基板とを位置合せする。
処理によつて位置合わせするものがある。すなわち図８
に示すように、位置合せ装置は、マスク面及び感光基板
面上に配置されたそれぞれのアライメントマーク１及び
２の画像を別個にあるいは同時にＣＣＤカメラ等の画像
検出器によつて取り込む。続いて、位置合せ装置は、こ
の画像中でのアライメントマーク１及び２のそれぞれの
位置を検出して、アライメントマーク１及び２の相対距
離を求める。あるいは、画面内のある点とアライメント
マークとの位置関係（距離等）を測る場合、位置合せ装
置は画面内のある点の位置を予め測定しておき、その点
に対するアライメントマークの位置を計測して、設計上
のアライメントマークの位置と比較する。この方法で
は、理想格子を有する画面から感光基板がどの程度ずれ
ているかを知ることができる。位置合せ装置は、この相
対距離あるいは、ある点からの距離に基づいてマスクと
感光基板とを位置合せする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の位置
合せ装置は、アライメントマーク（基準マーク）１及び
２の画像を画像検出器に取り込む際、一般にアライメン
ト顕微鏡内の撮像光学系を通して取り込む。また位置合
せ装置は、この画像から検出したアライメントマーク１
及び２の位置をそのまま使用して、アライメントマーク
１及び２の相対距離あるいは、ある点からの距離を算出
していた。
合せ装置は、アライメントマーク（基準マーク）１及び
２の画像を画像検出器に取り込む際、一般にアライメン
ト顕微鏡内の撮像光学系を通して取り込む。また位置合
せ装置は、この画像から検出したアライメントマーク１
及び２の位置をそのまま使用して、アライメントマーク
１及び２の相対距離あるいは、ある点からの距離を算出
していた。
【０００４】ところが、撮像光学系には、デイストーシ
ヨン等の結像特性があるため、撮像光学系を通したこと
により、図９に示すように、画像検出器に取り込んだ画
像には歪みが存在する。このためこの画像で検出された
アライメントマーク１及び２のそれぞれの位置は、図８
に示すデイストーシヨンの影響の無い理想的な画像で検
出した場合と異なり、位置誤差を有する。この位置誤差
は、画面中のアライメントマーク１及び２の位置検出精
度を低下させる。従つて、この位置誤差が存在したまま
マークの相対距離を算出しても、正確な相対距離を得る
ことができないという問題があつた。
ヨン等の結像特性があるため、撮像光学系を通したこと
により、図９に示すように、画像検出器に取り込んだ画
像には歪みが存在する。このためこの画像で検出された
アライメントマーク１及び２のそれぞれの位置は、図８
に示すデイストーシヨンの影響の無い理想的な画像で検
出した場合と異なり、位置誤差を有する。この位置誤差
は、画面中のアライメントマーク１及び２の位置検出精
度を低下させる。従つて、この位置誤差が存在したまま
マークの相対距離を算出しても、正確な相対距離を得る
ことができないという問題があつた。
【０００５】因みに、図８の直交する破線は、デイスト
ーシヨンが存在しない場合の等間隔の距離目盛りを表
し、図９の外側に膨らむ破線は、この距離目盛りがデイ
ストーシヨンにより変形している状態を表す。
ーシヨンが存在しない場合の等間隔の距離目盛りを表
し、図９の外側に膨らむ破線は、この距離目盛りがデイ
ストーシヨンにより変形している状態を表す。
【０００６】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、撮像光学系の結像特性の影響を受けた、歪みを有す
る画像情報から、マスク及び感光基板上にそれぞれ配置
された第１及び第２の基準マーク（アライメントマーク
１、２）の位置を高い精度で検出し得る位置検出装置及
び位置合せ装置を提案しようとするものである。
で、撮像光学系の結像特性の影響を受けた、歪みを有す
る画像情報から、マスク及び感光基板上にそれぞれ配置
された第１及び第２の基準マーク（アライメントマーク
１、２）の位置を高い精度で検出し得る位置検出装置及
び位置合せ装置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
めに、一実施例を表す図１に対応付けて説明すると、請
求項１に記載の位置検出装置では、マスク（４）上に配
置された第１の基準マーク（１）と感光基板（５）上に
配置された第２の基準マーク（２）とを撮像光学系（１
１）を通して撮像して得た画像情報（Ｓ３）を処理し
て、第１及び第２の基準マーク（１及び２）の位置を検
出する位置検出装置において、撮像光学系（１１）の結
像特性に関する情報（Ｓ４）を記憶する記憶手段（１
５）と、位置検出の際に、第１及び第２の基準マーク
（１及び２）の位置を結像特性に関する情報（Ｓ４）に
基づいて補正する補正手段（１４）とを設ける。
めに、一実施例を表す図１に対応付けて説明すると、請
求項１に記載の位置検出装置では、マスク（４）上に配
置された第１の基準マーク（１）と感光基板（５）上に
配置された第２の基準マーク（２）とを撮像光学系（１
１）を通して撮像して得た画像情報（Ｓ３）を処理し
て、第１及び第２の基準マーク（１及び２）の位置を検
出する位置検出装置において、撮像光学系（１１）の結
像特性に関する情報（Ｓ４）を記憶する記憶手段（１
５）と、位置検出の際に、第１及び第２の基準マーク
（１及び２）の位置を結像特性に関する情報（Ｓ４）に
基づいて補正する補正手段（１４）とを設ける。
【０００８】請求項２に記載の位置合せ装置では、マス
ク（４）上に配置された第１の基準マーク（１）と感光
基板（５）上に配置された第２の基準マーク（２）とを
撮像光学系（１１）を通して撮像して得た画像情報（Ｓ
３）を処理して、前記第１及び第２の基準マーク（１及
び２）の位置を検出する位置検出手段（６）を有し、第
１及び第２の基準マーク（１及び２）の位置に基づいて
マスク（４）及び感光基板（５）を位置合わせする位置
合せ装置において、撮像光学系（１１）の結像特性に関
する情報（Ｓ４）を記憶する記憶手段（１５）と、位置
検出の際に、第１及び第２の基準マーク（１及び２）の
位置を結像特性に関する情報（Ｓ４）に基づいて補正す
る補正手段（１４）とを設ける。請求項３に記載の位置
合せ装置では、撮像光学系（１１）は、第１の基準マー
ク（１）と第２の基準マーク（２）とを同時に撮像する
ための投影光学系（７）を設ける。請求項４に記載の位
置検出装置では、マスク上に配置された第１の基準マー
ク（１）と、感光基板上に配置された第２の基準マーク
（２）とを撮像して得た画像情報を処理して、第１及び
第２の基準マーク（１及び２）の位置を検出する位置検
出装置において、感光基板上に配置された第２の基準マ
ーク（２）の画像を検出する画像検出器と、感光基板上
に配置された第２の基準マークを前記画像検出器に投影
する撮像光学系（１１）と、撮像光学系の結像特性に関
する情報を記憶する記憶手段（１５）と、撮像された画
像情報から第２の基準マークの位置を検出する際に、記
憶手段に記憶された結像特性に関する情報に基づいて第
２の基準マークの位置を補正する補正手段（１４）とを
設ける。 請求項５に記載の位置検出装置では、撮像光学
系（１１）は、第１の基準マーク（１）と第２の基準マ
ーク（２）とを同時に画像検出器（１３）に投影するた
めの投影光学系（７）を備える。請求項６に記載の基板
（４、５）に設けられた基準マーク（１、２）の画像を
撮像光学系（１１）により撮像して基準マークの位置を
測定する位置測定方法は、予め撮像光学系の結像特性に
関する情報（Ｓ４）を記憶しておき、撮像光学系で撮像
した画像（Ｓ３）と結像特性に関する情報（Ｓ４）とに
基づいて基準マー クの位置を測定するようにする。
ク（４）上に配置された第１の基準マーク（１）と感光
基板（５）上に配置された第２の基準マーク（２）とを
撮像光学系（１１）を通して撮像して得た画像情報（Ｓ
３）を処理して、前記第１及び第２の基準マーク（１及
び２）の位置を検出する位置検出手段（６）を有し、第
１及び第２の基準マーク（１及び２）の位置に基づいて
マスク（４）及び感光基板（５）を位置合わせする位置
合せ装置において、撮像光学系（１１）の結像特性に関
する情報（Ｓ４）を記憶する記憶手段（１５）と、位置
検出の際に、第１及び第２の基準マーク（１及び２）の
位置を結像特性に関する情報（Ｓ４）に基づいて補正す
る補正手段（１４）とを設ける。請求項３に記載の位置
合せ装置では、撮像光学系（１１）は、第１の基準マー
ク（１）と第２の基準マーク（２）とを同時に撮像する
ための投影光学系（７）を設ける。請求項４に記載の位
置検出装置では、マスク上に配置された第１の基準マー
ク（１）と、感光基板上に配置された第２の基準マーク
（２）とを撮像して得た画像情報を処理して、第１及び
第２の基準マーク（１及び２）の位置を検出する位置検
出装置において、感光基板上に配置された第２の基準マ
ーク（２）の画像を検出する画像検出器と、感光基板上
に配置された第２の基準マークを前記画像検出器に投影
する撮像光学系（１１）と、撮像光学系の結像特性に関
する情報を記憶する記憶手段（１５）と、撮像された画
像情報から第２の基準マークの位置を検出する際に、記
憶手段に記憶された結像特性に関する情報に基づいて第
２の基準マークの位置を補正する補正手段（１４）とを
設ける。 請求項５に記載の位置検出装置では、撮像光学
系（１１）は、第１の基準マーク（１）と第２の基準マ
ーク（２）とを同時に画像検出器（１３）に投影するた
めの投影光学系（７）を備える。請求項６に記載の基板
（４、５）に設けられた基準マーク（１、２）の画像を
撮像光学系（１１）により撮像して基準マークの位置を
測定する位置測定方法は、予め撮像光学系の結像特性に
関する情報（Ｓ４）を記憶しておき、撮像光学系で撮像
した画像（Ｓ３）と結像特性に関する情報（Ｓ４）とに
基づいて基準マー クの位置を測定するようにする。
【０００９】
【作用】請求項１に記載の位置検出装置では、記憶手段
（１５）に記憶した撮像光学系（１１）の結像特性に関
する情報（Ｓ４）を基準として、画像情報（Ｓ３）から
得た第１及び第２の基準マーク（１及び２）の実測位置
を補正手段（１４）で補正して、第１及び第２の基準マ
ーク（１及び２）の位置をそれぞれ測定することによ
り、撮像光学系（１１）の結像特性の影響を受けた歪み
を有する画像情報（Ｓ３）から、マスク（４）及び感光
基板（５）上にそれぞれ配置された第１及び第２の基準
マーク（１及び２）の位置を一段と高い精度で検出する
ことができる。
（１５）に記憶した撮像光学系（１１）の結像特性に関
する情報（Ｓ４）を基準として、画像情報（Ｓ３）から
得た第１及び第２の基準マーク（１及び２）の実測位置
を補正手段（１４）で補正して、第１及び第２の基準マ
ーク（１及び２）の位置をそれぞれ測定することによ
り、撮像光学系（１１）の結像特性の影響を受けた歪み
を有する画像情報（Ｓ３）から、マスク（４）及び感光
基板（５）上にそれぞれ配置された第１及び第２の基準
マーク（１及び２）の位置を一段と高い精度で検出する
ことができる。
【００１０】請求項２に記載の位置合せ装置では、記憶
手段（１５）に記憶した撮像光学系（１１）の結像特性
に関する情報（Ｓ４）を基準として、画像情報（Ｓ３）
から得た第１及び第２の基準マーク（１及び２）の実測
位置を補正手段（１４）で補正して、第１及び第２の基
準マーク（１及び２）の位置をそれぞれ測定することに
より、撮像光学系（１１）の結像特性の影響を受けた歪
みを有する画像情報（Ｓ３）から、マスク（４）及び感
光基板（５）上にそれぞれ配置された第１及び第２の基
準マーク（１及び２）の位置を一段と高い精度で検出す
ることができる。請求項４に記載の位置検出装置では、
感光基板（５）上のアライメントマーク（２）の画像の
みを取り込んで誤差を見つける場合にも適用できる。 請
求項６に記載の位置検出装置では、予め撮像光学系（１
１）の結像特性に関する情報（Ｓ４）を記憶しておき、
基準マーク（１、２）の画像情報（Ｓ３）と結像特性に
関する情報（Ｓ４）とに基づいて基準マークの位置を測
定しているため、基準マーク（１、２）の位置を一段と
高い精度で検出することができる。
手段（１５）に記憶した撮像光学系（１１）の結像特性
に関する情報（Ｓ４）を基準として、画像情報（Ｓ３）
から得た第１及び第２の基準マーク（１及び２）の実測
位置を補正手段（１４）で補正して、第１及び第２の基
準マーク（１及び２）の位置をそれぞれ測定することに
より、撮像光学系（１１）の結像特性の影響を受けた歪
みを有する画像情報（Ｓ３）から、マスク（４）及び感
光基板（５）上にそれぞれ配置された第１及び第２の基
準マーク（１及び２）の位置を一段と高い精度で検出す
ることができる。請求項４に記載の位置検出装置では、
感光基板（５）上のアライメントマーク（２）の画像の
みを取り込んで誤差を見つける場合にも適用できる。 請
求項６に記載の位置検出装置では、予め撮像光学系（１
１）の結像特性に関する情報（Ｓ４）を記憶しておき、
基準マーク（１、２）の画像情報（Ｓ３）と結像特性に
関する情報（Ｓ４）とに基づいて基準マークの位置を測
定しているため、基準マーク（１、２）の位置を一段と
高い精度で検出することができる。
【００１１】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
する。
【００１２】図８との対応部分に同一符号を付して示す
図１において、３は全体として位置合せ装置を含む、大
型液晶表示板製造用の投影露光装置の主要構成を示し、
マスク４と感光基板５とを画像処理方式の位置合せ装置
で位置合せする。すなわち位置検出部６は、マスク４上
のアライメントマーク１及びこの付近の画像情報を画像
処理装置１４に取り込む。また位置検出部６は、感光基
板５上のアライメントマーク２及びこの付近の画像情報
を投影光学系７とマスク４とを介して画像処理装置１４
に取り込む。位置合せ装置は、画像処理装置１４でアラ
イメントマーク１、２及びこの付近の画像を画像処理し
て、位置信号Ｓ１を制御部８に出力する。位置合せ装置
は、この位置信号Ｓ１に基づいた制御信号Ｓ２を制御部
８より感光基板５の駆動装置９及び１０やマスク４の駆
動装置（図示せず）に与えて、マスク４と感光基板５と
を位置合せする。
図１において、３は全体として位置合せ装置を含む、大
型液晶表示板製造用の投影露光装置の主要構成を示し、
マスク４と感光基板５とを画像処理方式の位置合せ装置
で位置合せする。すなわち位置検出部６は、マスク４上
のアライメントマーク１及びこの付近の画像情報を画像
処理装置１４に取り込む。また位置検出部６は、感光基
板５上のアライメントマーク２及びこの付近の画像情報
を投影光学系７とマスク４とを介して画像処理装置１４
に取り込む。位置合せ装置は、画像処理装置１４でアラ
イメントマーク１、２及びこの付近の画像を画像処理し
て、位置信号Ｓ１を制御部８に出力する。位置合せ装置
は、この位置信号Ｓ１に基づいた制御信号Ｓ２を制御部
８より感光基板５の駆動装置９及び１０やマスク４の駆
動装置（図示せず）に与えて、マスク４と感光基板５と
を位置合せする。
【００１３】位置合せ装置のうち位置検出部６は、アラ
イメント顕微鏡を有しており、マスク４上のアライメン
トマーク１と感光基板５上のアライメントマーク２及び
それら近傍からの光束をアライメント顕微鏡内の撮像光
学系１１に入射させる。撮像光学系１１より射出された
光束は、反射板１２で反射されてＣＣＤ等の画像検出器
１３に結像する。これにより画像検出器１３は、アライ
メントマーク１及び２を同一画像内に同時に撮像した画
像信号Ｓ３を画像処理装置１４に出力する。
イメント顕微鏡を有しており、マスク４上のアライメン
トマーク１と感光基板５上のアライメントマーク２及び
それら近傍からの光束をアライメント顕微鏡内の撮像光
学系１１に入射させる。撮像光学系１１より射出された
光束は、反射板１２で反射されてＣＣＤ等の画像検出器
１３に結像する。これにより画像検出器１３は、アライ
メントマーク１及び２を同一画像内に同時に撮像した画
像信号Ｓ３を画像処理装置１４に出力する。
【００１４】ところで画像処理装置１４は、画像信号Ｓ
３を処理してアライメントマーク１及び２の位置を検出
する。これにより図２に示すように、画像処理装置１４
は、アライメントマーク１及び２のＸＹ直交座標系のｘ
及びｙ座標としてそれぞれ（ｘmm、ｙmm）及び（ｘpm、
ｙpm）を得る。また画像処理装置１４は、アライメント
マーク１及び２のＸ及びＹ方向の間隔Δｘm 及びΔｙm
を次式、
３を処理してアライメントマーク１及び２の位置を検出
する。これにより図２に示すように、画像処理装置１４
は、アライメントマーク１及び２のＸＹ直交座標系のｘ
及びｙ座標としてそれぞれ（ｘmm、ｙmm）及び（ｘpm、
ｙpm）を得る。また画像処理装置１４は、アライメント
マーク１及び２のＸ及びＹ方向の間隔Δｘm 及びΔｙm
を次式、
【数１】
及び、次式、
【数２】
より得る。
【００１５】このときのアライメントマーク１及び２の
設計上のｘ及びｙ座標がそれぞれ（ｘmd、ｙmd）、（ｘ
pd、ｙpd）であるとすると、画像処理装置１４は、アラ
イメントマーク１及び２の設計上のＸ及びＹ方向の間隔
Δｘd 及びΔｙd を次式、
設計上のｘ及びｙ座標がそれぞれ（ｘmd、ｙmd）、（ｘ
pd、ｙpd）であるとすると、画像処理装置１４は、アラ
イメントマーク１及び２の設計上のＸ及びＹ方向の間隔
Δｘd 及びΔｙd を次式、
【数３】
及び、次式、
【数４】
より得る。
【００１６】画像処理装置１４は、（１）式〜（４）式
より、マスク４及び感光基板５のＸ及びＹ方向のずれ量
ΔＸ及びΔＹを次式、
より、マスク４及び感光基板５のＸ及びＹ方向のずれ量
ΔＸ及びΔＹを次式、
【数５】
及び、次式
【数６】
より得る。
【００１７】また画像処理装置１４は、撮像光学系１１
によるデイストーシヨンを予め計測し、そのデイストー
シヨンデータＳ４をメモリ１５に記憶しておく。画像処
理装置１４は、ずれ量ΔＸ及びΔＹを算出するとき、こ
のデイストーシヨンデータＳ４でアライメントマークの
検出位置を補正して、位置信号Ｓ１を出力する。
によるデイストーシヨンを予め計測し、そのデイストー
シヨンデータＳ４をメモリ１５に記憶しておく。画像処
理装置１４は、ずれ量ΔＸ及びΔＹを算出するとき、こ
のデイストーシヨンデータＳ４でアライメントマークの
検出位置を補正して、位置信号Ｓ１を出力する。
【００１８】因みに、画像処理装置１４が処理する画像
のデイストーシヨンは、投影光学系７及び撮像光学系１
１により発生する。このうち投影光学系７によるデイス
トーシヨンは、露光時にも露光光が投影光学系７を通る
ことにより、露光にほとんど影響しない。一方、撮像光
学系１１は、露光時には使用されず、位置合せのときの
み使用される。このため撮像光学系１１によるデイスト
ーシヨンはそのまま位置誤差となつて現れる。例えば、
撮像光学系１１によるデイストーシヨンが 0.1〔％〕で
あり、設計上のアライメントマークの設計上の間隔が 1
00〔μm 〕である場合、位置誤差は 0.1〔μm 〕とな
る。
のデイストーシヨンは、投影光学系７及び撮像光学系１
１により発生する。このうち投影光学系７によるデイス
トーシヨンは、露光時にも露光光が投影光学系７を通る
ことにより、露光にほとんど影響しない。一方、撮像光
学系１１は、露光時には使用されず、位置合せのときの
み使用される。このため撮像光学系１１によるデイスト
ーシヨンはそのまま位置誤差となつて現れる。例えば、
撮像光学系１１によるデイストーシヨンが 0.1〔％〕で
あり、設計上のアライメントマークの設計上の間隔が 1
00〔μm 〕である場合、位置誤差は 0.1〔μm 〕とな
る。
【００１９】以上の構成において、マスク４及び感光基
板５を位置合せする前に、画像処理装置１４は、撮像光
学系１１のデイストーシヨン補正用のデータマツプ（以
下補正マツプという）を作成する。すなわち図３に示す
ように、画像処理装置１４は、まずマスク４上のアライ
メントマーク１を画面の中心で計測する。図４に示すよ
うに、このときのアライメントマーク１の位置は、撮像
光学系１１の光軸上に来る。
板５を位置合せする前に、画像処理装置１４は、撮像光
学系１１のデイストーシヨン補正用のデータマツプ（以
下補正マツプという）を作成する。すなわち図３に示す
ように、画像処理装置１４は、まずマスク４上のアライ
メントマーク１を画面の中心で計測する。図４に示すよ
うに、このときのアライメントマーク１の位置は、撮像
光学系１１の光軸上に来る。
【００２０】この後、図５に示すように、位置合せ装置
３は、マスク４を撮像光学系１１の視野内で所定の設計
値ＬS だけ１軸方向に移動させる。但し、マスク４の移
動のときの誤差はないものとする。続いて、図６に示す
ように、画像処理装置１４は、画像によるアライメント
マーク１の位置を計測して、アライメントマーク１の移
動前後の間隔Ｌm を得る。
３は、マスク４を撮像光学系１１の視野内で所定の設計
値ＬS だけ１軸方向に移動させる。但し、マスク４の移
動のときの誤差はないものとする。続いて、図６に示す
ように、画像処理装置１４は、画像によるアライメント
マーク１の位置を計測して、アライメントマーク１の移
動前後の間隔Ｌm を得る。
【００２１】画像処理装置１４は、マスク４の移動距離
ＬS とアライメントマーク１の移動前後の間隔Ｌm との
差を撮像光学系１１によるこの位置のデイストーシヨン
データＳ４としてメモリ１５に記憶する。このようにし
て、マスク４を撮像光学系１１の視野内で微小距離ずつ
繰り返し移動してアライメントマーク１を計測すること
によつて、画像処理装置１４は、撮像光学系１１の視野
の範囲内の多数の位置にそれぞれ対応した補正マツプを
作成する。
ＬS とアライメントマーク１の移動前後の間隔Ｌm との
差を撮像光学系１１によるこの位置のデイストーシヨン
データＳ４としてメモリ１５に記憶する。このようにし
て、マスク４を撮像光学系１１の視野内で微小距離ずつ
繰り返し移動してアライメントマーク１を計測すること
によつて、画像処理装置１４は、撮像光学系１１の視野
の範囲内の多数の位置にそれぞれ対応した補正マツプを
作成する。
【００２２】次に、マスク４及び感光基板５を位置合せ
する際、画像処理装置１４は、補正マツプのデイストー
シヨンデータＳ４を基準としてマークの実測位置を補正
し、アライメントマーク１及び２の座標（ｘmm、ｙmm）
及び（ｘpm、ｙpm）をそれぞれ測定する。これにより画
像処理装置１４は、デイストーシヨンが補正された間隔
Δｘm 及びΔｙm を使用して算出することにより、Ｘ及
びＹ方向のずれ量ΔＸ及びΔＹを一段と高い精度で得る
ことができる。
する際、画像処理装置１４は、補正マツプのデイストー
シヨンデータＳ４を基準としてマークの実測位置を補正
し、アライメントマーク１及び２の座標（ｘmm、ｙmm）
及び（ｘpm、ｙpm）をそれぞれ測定する。これにより画
像処理装置１４は、デイストーシヨンが補正された間隔
Δｘm 及びΔｙm を使用して算出することにより、Ｘ及
びＹ方向のずれ量ΔＸ及びΔＹを一段と高い精度で得る
ことができる。
【００２３】以上の構成によれば、メモリ１５に記憶し
た複数のデイストーシヨンデータＳ４を基準として、画
像信号Ｓ３から得たアライメントマーク１及び２の実測
位置を画像処理装置１４で補正して、アライメントマー
ク１及び２の座標をそれぞれ測定することにより、撮像
光学系１１の結像特性の影響を受けた歪みを有する画像
信号Ｓ３から、マスク４及び感光基板５上にそれぞれ配
置されたアライメントマーク１及び２の位置を一段と高
い精度で検出することができる。
た複数のデイストーシヨンデータＳ４を基準として、画
像信号Ｓ３から得たアライメントマーク１及び２の実測
位置を画像処理装置１４で補正して、アライメントマー
ク１及び２の座標をそれぞれ測定することにより、撮像
光学系１１の結像特性の影響を受けた歪みを有する画像
信号Ｓ３から、マスク４及び感光基板５上にそれぞれ配
置されたアライメントマーク１及び２の位置を一段と高
い精度で検出することができる。
【００２４】なお上述の実施例においては、投影露光装
置で露光するマスク４及び液晶表示板製造用の感光基板
５を位置合せする場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、プロキシミテイ露光装置や走査形露光装置
等、任意の露光装置で露光する場合や、液晶表示板製造
用の感光基板５に加えて、半導体基板等、任意の基板に
露光する場合にも適用できる。この場合にも上述と同様
の効果を得ることができる。
置で露光するマスク４及び液晶表示板製造用の感光基板
５を位置合せする場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、プロキシミテイ露光装置や走査形露光装置
等、任意の露光装置で露光する場合や、液晶表示板製造
用の感光基板５に加えて、半導体基板等、任意の基板に
露光する場合にも適用できる。この場合にも上述と同様
の効果を得ることができる。
【００２５】また上述の実施例においては、マスク４上
に１つのアライメントマーク１のみを配置し、マスク４
を繰り返し移動してデイストーシヨンデータＳ４を得る
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図７に
示すように、撮像光学系１１の同一視野内に入るよう
に、マスク面又は感光基板面上に複数のアライメントマ
ーク１６を所定間隔で配置し、この後、撮像光学系１１
やマスクを移動しないでそれぞれのアライメントマーク
１６の位置を測定することにより、一段と高い精度のデ
イストーシヨンデータを得て位置合わせするようにして
も良い。この場合、図７に示すように、複数のアライメ
ントマークを配置し、この複数のアライメントマークの
位置を予め正確に計測した１枚のマスクを使用して感光
基板に一括露光する。この後、この感光基板上のアライ
メントマークの位置のみを顕微鏡（撮像光学系１１）を
使用して測定する。このアライメントマークの計測値と
マスク上のアライメントマークの位置を測定したときの
計測値（又はアライメントマークの設計値）とより誤差
を求める。
に１つのアライメントマーク１のみを配置し、マスク４
を繰り返し移動してデイストーシヨンデータＳ４を得る
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図７に
示すように、撮像光学系１１の同一視野内に入るよう
に、マスク面又は感光基板面上に複数のアライメントマ
ーク１６を所定間隔で配置し、この後、撮像光学系１１
やマスクを移動しないでそれぞれのアライメントマーク
１６の位置を測定することにより、一段と高い精度のデ
イストーシヨンデータを得て位置合わせするようにして
も良い。この場合、図７に示すように、複数のアライメ
ントマークを配置し、この複数のアライメントマークの
位置を予め正確に計測した１枚のマスクを使用して感光
基板に一括露光する。この後、この感光基板上のアライ
メントマークの位置のみを顕微鏡（撮像光学系１１）を
使用して測定する。このアライメントマークの計測値と
マスク上のアライメントマークの位置を測定したときの
計測値（又はアライメントマークの設計値）とより誤差
を求める。
【００２６】さらに上述の実施例においては、デイスト
ーシヨンデータＳ４を得る際、視野内の多数の位置で測
定して補正マツプを作成する場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、視野内の代表点を何点か測定し、
この後に近似計算によつて補正マツプを作成しても良
い。
ーシヨンデータＳ４を得る際、視野内の多数の位置で測
定して補正マツプを作成する場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、視野内の代表点を何点か測定し、
この後に近似計算によつて補正マツプを作成しても良
い。
【００２７】さらに上述の実施例においては、メモリ１
５に記憶したデイストーシヨンデータを基準にして、画
像処理装置１４が実測したアライメントマーク１及び２
の位置を補正する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、例えば画像処理装置１４が実測したアライメ
ントマーク１及び２の位置を制御部８に入力し、メモリ
１５に記憶したデイストーシヨンデータを基準にして、
制御部８で位置を補正するようにしても良い。
５に記憶したデイストーシヨンデータを基準にして、画
像処理装置１４が実測したアライメントマーク１及び２
の位置を補正する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、例えば画像処理装置１４が実測したアライメ
ントマーク１及び２の位置を制御部８に入力し、メモリ
１５に記憶したデイストーシヨンデータを基準にして、
制御部８で位置を補正するようにしても良い。
【００２８】さらに上述の実施例においては、マスク４
上のアライメントマーク１の画像と、感光基板５上のア
ライメントマーク２の画像とを同時に取り込んで誤差を
見つける場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、感光基板５上のアライメントマーク２の画像のみを
取り込んで誤差を見つける場合にも適用できる。
上のアライメントマーク１の画像と、感光基板５上のア
ライメントマーク２の画像とを同時に取り込んで誤差を
見つける場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、感光基板５上のアライメントマーク２の画像のみを
取り込んで誤差を見つける場合にも適用できる。
【００２９】
【発明の効果】上述のように、請求項１に記載の位置検
出装置によれば、記憶手段に記憶した撮像光学系の結像
特性に関する情報を基準として、画像情報から得た第１
及び第２の基準マークの実測位置を補正手段で補正し
て、第１及び第２の基準マークの位置をそれぞれ測定す
ることにより、撮像光学系の結像特性の影響を受けた画
像情報から、マスク及び感光基板上にそれぞれ配置され
た第１及び第２の基準マークの位置を一段と高い精度で
検出することができる。
出装置によれば、記憶手段に記憶した撮像光学系の結像
特性に関する情報を基準として、画像情報から得た第１
及び第２の基準マークの実測位置を補正手段で補正し
て、第１及び第２の基準マークの位置をそれぞれ測定す
ることにより、撮像光学系の結像特性の影響を受けた画
像情報から、マスク及び感光基板上にそれぞれ配置され
た第１及び第２の基準マークの位置を一段と高い精度で
検出することができる。
【００３０】請求項２に記載の位置合せ装置では、記憶
手段に記憶した撮像光学系の結像特性に関する情報を基
準として、画像情報から得た第１及び第２の基準マーク
の実測位置を補正手段で補正して、第１及び第２の基準
マークの位置をそれぞれ測定することにより、撮像光学
系の結像特性の影響を受けた画像情報から、マスク及び
感光基板上にそれぞれ配置された第１及び第２の基準マ
ークの位置を一段と高い精度で検出することができる。
請求項４に記載の位置合せ装置では、感光基板（５）上
のアライメントマーク（２）の画像のみを取り込んで誤
差を見つける場合にも、一段と高い精度で検出すること
ができる。また、請求項６に記載の位置検出方法でも、
撮像光学系で撮像した画像と結像特性に関する情報とに
基づいて基準マークの位置を測定しており基準マークの
位置を一段と高い精度で検出することができる。
手段に記憶した撮像光学系の結像特性に関する情報を基
準として、画像情報から得た第１及び第２の基準マーク
の実測位置を補正手段で補正して、第１及び第２の基準
マークの位置をそれぞれ測定することにより、撮像光学
系の結像特性の影響を受けた画像情報から、マスク及び
感光基板上にそれぞれ配置された第１及び第２の基準マ
ークの位置を一段と高い精度で検出することができる。
請求項４に記載の位置合せ装置では、感光基板（５）上
のアライメントマーク（２）の画像のみを取り込んで誤
差を見つける場合にも、一段と高い精度で検出すること
ができる。また、請求項６に記載の位置検出方法でも、
撮像光学系で撮像した画像と結像特性に関する情報とに
基づいて基準マークの位置を測定しており基準マークの
位置を一段と高い精度で検出することができる。
【図１】本発明による位置検出装置及び位置合せ装置の
一実施例による位置合せ装置を含む投影露光装置を示す
構成図である。
一実施例による位置合せ装置を含む投影露光装置を示す
構成図である。
【図２】撮像光学系を通して得た画像を測定したとき及
び設計上のアライメントマークの位置を示す略線図であ
る。
び設計上のアライメントマークの位置を示す略線図であ
る。
【図３】アライメントマークを画面中心にもつてきたと
きの位置を示す斜視図である。
きの位置を示す斜視図である。
【図４】撮像光学系の視野内の中心にアライメントマー
クを配置したときの状態を示す略線図である。
クを配置したときの状態を示す略線図である。
【図５】マスク移動後のアライメントマークの位置を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図６】マスク移動後の撮像光学系の視野内のアライメ
ントマークの位置を示す略線図である。
ントマークの位置を示す略線図である。
【図７】他の実施例による撮像光学系の視野内の複数の
アライメントマークの配置を示す配置図である。
アライメントマークの配置を示す配置図である。
【図８】デイストーシヨンが存在しない画像を示す略線
図である。
図である。
【図９】デイストーシヨンが存在する画像を示す略線図
である。
である。
１、２、１６……アライメントマーク、３……投影露光
装置、４……マスク、５……感光基板、６……位置検出
部、７……投影光学系、８……制御部、９、１０……駆
動装置、１１……撮像光学系、１２……反射板、１３…
…画像検出器、１４……画像処理装置、１５……メモ
リ。
装置、４……マスク、５……感光基板、６……位置検出
部、７……投影光学系、８……制御部、９、１０……駆
動装置、１１……撮像光学系、１２……反射板、１３…
…画像検出器、１４……画像処理装置、１５……メモ
リ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−177421（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−35621（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−1903（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−267820（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 9/00
Claims (6)
- 【請求項１】 マスク上に配置された第１の基準マーク
と、感光基板上に配置された第２の基準マークとを撮像
光学系を通して撮像して得た画像情報を処理して、前記
第１及び第２の基準マークの位置を検出する位置検出装
置において、 前記撮像光学系の結像特性に関する情報を記憶する記憶
手段と、 前記位置検出の際に、前記第１及び第２の基準マークの
位置を前記結像特性に関する情報に基づいて補正する補
正手段とを具えることを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項２】 マスク上に配置された第１の基準マーク
と、感光基板上に配置された第２の基準マークとを撮像
光学系を通して撮像して得た画像情報を処理して、前記
第１及び第２の基準マークの位置を検出する位置検出手
段を有し、前記第１及び第２の基準マークの位置に基づ
いて前記マスク及び感光基板を位置合わせする位置合せ
装置において、 前記撮像光学系の結像特性に関する情報を記憶する記憶
手段と、 前記位置検出の際に、前記第１及び第２の基準マークの
位置を前記結像特性に関する情報に基づいて補正する補
正手段とを具えることを特徴とする位置合せ装置。 - 【請求項３】 前記撮像光学系は、前記第１の基準マー
クと前記第２の基準マークとを同時に撮像するための投
影光学系を備えることを特徴とする請求項２に記載の位
置合せ検出装置。 - 【請求項４】 マスク上に配置された第１の基準マーク
と、感光基板上に配置された第２の基準マークとを撮像
して得た画像情報を処理して、前記第１及び第２の基準
マークの位置を検出する位置検出装置において、 前記感光基板上に配置された第２の基準マークの画像を
検出する画像検出器と、 前記感光基板上に配置された第２の基準マークを前記画
像検出器に投影する撮像光学系と、 前記撮像光学系の結像特性に関する情報を記憶する記憶
手段と、 前記撮像された画像情報から前記第２の基準マークの位
置を検出する際に、前 記記憶手段に記憶された前記結像
特性に関する情報に基づいて前記第２の基準マークの位
置を補正する補正手段とを備えることを特徴とする位置
検出装置。 - 【請求項５】 前記撮像光学系は、前記第１の基準マー
クと前記第２の基準マークとを同時に前記撮像手段に投
影するための投影光学系を備えることを特徴とする請求
項４に記載の位置合せ検出装置。 - 【請求項６】 基板に設けられた基準マークの画像を撮
像光学系により撮像して前記基準マークの位置を測定す
る位置測定方法において、 予め前記撮像光学系の結像特性に関する情報を記憶して
おき、前記撮像光学系で撮像した画像と前記結像特性に
関する情報とに基づいて前記基準マークの位置を測定す
ることを特徴とする位置測定方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33297294A JP3491106B2 (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 位置検出装置、位置合せ装置及び位置測定方法 |
| KR1019950049111A KR100396146B1 (ko) | 1994-12-14 | 1995-12-08 | 위치검출장치 및 방법 |
| US08/940,289 US5978094A (en) | 1994-12-14 | 1997-09-30 | Alignment device and method based on imaging characteristics of the image pickup system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33297294A JP3491106B2 (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 位置検出装置、位置合せ装置及び位置測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08167571A JPH08167571A (ja) | 1996-06-25 |
| JP3491106B2 true JP3491106B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=18260884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33297294A Expired - Lifetime JP3491106B2 (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 位置検出装置、位置合せ装置及び位置測定方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5978094A (ja) |
| JP (1) | JP3491106B2 (ja) |
| KR (1) | KR100396146B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW396395B (en) * | 1998-01-07 | 2000-07-01 | Nikon Corp | Exposure method and scanning-type aligner |
| WO2002047133A1 (fr) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Nikon Corporation | Substrat, procede et dispositif de mesure de la position, procede et systeme d'exposition et procede de fabrication de dispositif |
| US7396558B2 (en) * | 2001-01-31 | 2008-07-08 | Toray Industries, Inc. | Integrated mask and method and apparatus for manufacturing organic EL device using the same |
| JP3873811B2 (ja) * | 2002-05-15 | 2007-01-31 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| KR20060051977A (ko) * | 2004-09-30 | 2006-05-19 | 후지 샤신 필름 가부시기가이샤 | 묘화 방법 및 장치 |
| JP2007010736A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Fujifilm Holdings Corp | 画像位置計測装置及び露光装置 |
| US20080028360A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-01-31 | Picciotto Carl E | Methods and systems for performing lithography, methods for aligning objects relative to one another, and nanoimprinting molds having non-marking alignment features |
| JP4656440B2 (ja) | 2007-02-13 | 2011-03-23 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板位置検出装置及びその撮像手段位置調整方法 |
| JP2008249958A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Fujifilm Corp | 基準位置計測装置及び方法、並びに描画装置 |
| SE536060C2 (sv) * | 2011-09-08 | 2013-04-23 | Metso Minerals Sweden Ab | Styr- och positioneringssystem för indikering av monteringsläget för ett utbytbart slitfoderelement samt användande av en bildupptagningskamera |
| KR102529563B1 (ko) | 2015-08-26 | 2023-05-04 | 삼성전자주식회사 | 마스크 오차 측정 장치 및 마스크 오차 측정 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4780616A (en) * | 1986-09-25 | 1988-10-25 | Nippon Kogaku K. K. | Projection optical apparatus for mask to substrate alignment |
| JP2788139B2 (ja) * | 1991-09-25 | 1998-08-20 | 株式会社日立製作所 | 電子線描画装置 |
| JP2936885B2 (ja) * | 1992-03-31 | 1999-08-23 | キヤノン株式会社 | アライメント方法及びそれを用いた投影露光装置 |
| JP3105657B2 (ja) * | 1992-09-04 | 2000-11-06 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子ビーム描画方法 |
-
1994
- 1994-12-14 JP JP33297294A patent/JP3491106B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-12-08 KR KR1019950049111A patent/KR100396146B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-09-30 US US08/940,289 patent/US5978094A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5978094A (en) | 1999-11-02 |
| KR960026109A (ko) | 1996-07-22 |
| KR100396146B1 (ko) | 2003-11-10 |
| JPH08167571A (ja) | 1996-06-25 |
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