JPH06291012A - 基板露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶基板等の比較的平面度の悪い被露光基板
に対してより均一な平行出しを行うことができる基板露
光装置を提供することを目的とする。 【構成】 被露光基板の周囲に平均的に分散する３点以
上の点でマスクと被露光基板とのギャップを測定し、マ
スクを基準とした被露光基板の回帰平面（仮想平面）を
平面方程式から求め、この平面方程式において各チルト
機構の位置における前記マスクとのギャップを算出し、
目標ギャップと各チルト機構の算出されたギャップと差
分だけ各チルト機構を駆動するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、基板露光装置に関
し、詳しくは、液晶パネルや半導体等の製造工程で使用
される露光装置において、液晶基板等の比較的平面度の
悪い大型の被露光基板に対してチルト機構や測定点を増
加させることなく、これらに対してより精度の高い平行
出しを行うことができるような基板露光装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルや半導体ＩＣの製造工程にお
いては、透明板にパターンを描いたマスクを原板とし
て、これをガラス基板やウェハなどの被露光基板に光学
式に投影してパターンが複写される。第４図（ａ），
（ｂ）は露光装置の要部を示し、（ａ）はその垂直断
面、（ｂ）はその平面図である。マスク原板１は適当な
支持機構２により光学ユニット３に対して固定される。
光学ユニット３にはマスク原板１の適当な３箇所に対応
して光学測定器Ａ３ａ−１, Ｂ３ａ−２, Ｃ３ａ−３が
配設される。一方、マスク原板１の下側に基板チャック
台４ａを設け、この上に被露光基板４がチャックされ
る。基板チャック台４ａに対して基板チャック台４ａを
押圧する３個のチルト機構Ｄ５ａ−１，Ｅ５ａ−２，Ｆ
５ａ−３をチルト装置５として配設する。

【０００３】投影露光においては、マスク原板１と被露
光基板４とが微小距離Δｇ隔てて接近した投影位置にお
いて両者が平行になることが必要である。上記の各光学
測定器Ａ，Ｂ，Ｃにより基板の高さ位置を測定し、測定
データにより各チルト機構Ｄ，Ｅ，Ｆを上下に駆動させ
て基板チャック台４ａを上下方向に移動し、投影位置に
おいて両者を平行にする。

【０００４】以上において、３箇所の光学測定器Ａ，
Ｂ，Ｃと、チルト機構Ｄ，Ｅ，Ｆがそれぞれ同一箇所に
配設されているときは、光学測定器の測定データをその
まま使用して、各チルト機構を上下駆動させることによ
り両者が平行とされる。しかしながら、実際上は、３個
の光学測定器のうちには、上記の高さ測定のほかの目
的、すなわちマスク原板１と被露光基板４の平面上の位
置合わせに兼用するものがあり、例えば図（ｂ）に示す
ように、測定器ＡとＣはマスク板１の両端近くの中央部
に配設される。

【０００５】また、チルト機構Ｄ，Ｅ，Ｆは、基板チャ
ック台４ａに対してバランスの良好な押圧をするため
に、例えば図（ｂ）に示すように配置される。これらの
理由により、光学測定器とチルト機構とは、異なった位
置に配設されるので、測定器の測定データをそのまま、
チルト機構に適用することはできない。

【０００６】従来においては、この差異を無視して平行
調整がなされている。一方、マスク原板、被露光基板が
ともに大きくなり、特に、液晶パネル用のガラス基板で
は大型化する傾向にあって、かつ、パターンは逆に微小
化される傾向にある。そこで、投影精度が低下して良好
な複写がなされない欠点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記のような欠点を回
避するために、測定点を各チルト機構Ｄ，Ｅ，Ｆの位置
とは独立に異なる位置に３個設けて、各測定点で被露光
基板の高さを測定し、３点の高さからｚ＝αｘ＋βｙ＋
γ，（α，β，γは係数）の平面方程式により各係数
α，β，γを求め、被露光基板の仮想平面を求める。そ
して、各チルト機構Ｄ，Ｅ，Ｆの高さを、この平面方程
式から算出してマスクと被露光基板との平行出しを行う
方法を本出願人は、提案し、これを出願（特開平2 -230
714)している。

【０００８】しかし、このような方法で、９インチ以上
の大型の液晶パネルのガラス基板について平行出しを行
うと、測定点から遠い点、例えば、図４（ｂ）において
は、被露光基板４の中心に対して測定点Ｂと点対称とな
る位置からさらに外側部分や各測定点から遠い下側の角
部分などでギャップが補償されず、投影精度が低下して
良好な複写がなされない問題がある。その理由は、ガラ
ス基板は、ウエハに比べて厚さが厚く、各部で厚さにば
らつきがある上、全体的にウエハに比べて平面度が非常
に悪いからである。

【０００９】このような問題を解決するためには、チル
ト機構を多数設け、より多くの測定点で被露光基板の高
さを測定してそれぞれの点で被露光基板の高さ設定ある
いは調整すればよいが、平行出しに時間がかかり過ぎる
ことと、多数の点で高さを調整すると、調整点相互に影
響が生じ、平行出しがかえって難しくなる問題がある。
この発明は、以上に鑑みてなされたものであって、液晶
基板等の比較的平面度の悪い被露光基板に対してより均
一な平行出しを行うことができる基板露光装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】このような目的を達成するためのこの発明
の基板露光装置の特徴は、被露光基板の周囲に平均的に
分散する３点以上の点でマスクと被露光基板とのギャッ
プを測定し、マスクを基準とした被露光基板の回帰平面
（仮想平面）を平面方程式から求め、この平面方程式に
おいて各チルト機構の位置における前記マスクとのギャ
ップを算出し、目標ギャップと各チルト機構の算出され
たギャップと差分だけ各チルト機構を駆動するものであ
る。

【００１１】

【作用】このように、３点以上の測定点でマスクと被露
光基板とのギャップを測定することによりマスクに対す
る被露光基板の回帰平面を求めることができる。そし
て、チルト調整をマスクを基準としてギャップに対して
行うようにする。

【００１２】従来は、被露光基板の高さをチルト装置に
より調整するので、装置のベースが基準になり、物理的
にチルト装置の各チルト機構の位置での被露光基板の高
さが変化することになるが、前記のようにマスクを基準
として仮想的な回帰平面をチルト機構により調整するよ
うにしているので、現実の被露光基板とマスクとは、ギ
ャップが平均化されて平行出しがなされる。その結果、
被露光基板において、測定点より遠い位置でもマスクに
対しては平均的なギャップに設定され、各点でのギャッ
プのばらつきは低減される。

【００１３】

【実施例】図１は、この発明の一実施例の基板露光装置
の構成図、図２はその検出処理のフローチャート、図３
は、その検出原理の説明図である。なお、図４と同一の
構成要素は同一の符号で示し、その説明を割愛する。図
１において、１０は、露光装置の機構部であり、２０
は、制御部である。６は、チルト装置５が載置されたベ
ースであり、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、被露光基板４
とマスク１とのギャップを測定するギャップセンサであ
り、図３（ａ）に示されるように、マスク１上の各測定
点ＦL ，ＦR ，ＲL ，ＲR に対応して被露光基板４の四
隅に配置されている。

【００１４】ギャップセンサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ
は、図３（ｂ）に示すように、それぞれ半導体レーザ７
１と一次元ＣＣＤ７２とが内部に内蔵され、被露光基板
４とマスク１のそれぞれの反射光と同時にＣＣＤ７２で
受け、その受けた素子の位置によりギャップに対応した
信号を発生する。ギャップセンサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７
ｄから得られるギャップ検出信号は、反射光を受けた素
子の位置が高いレベルの信号になる。そこで、この信号
を二値化回路２２で受けて二値化することで、受光位置
が“１”になる信号が発生する。このデジタル値は、マ
イクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１に入力される。二値化
された“１”、“０”のビットのうち“１”のビットの
間隔がギャップ値を表すので、マイクロプロセッサ２１
によりギャップが算出され、ギャップセンサ７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄにより検出されたそれぞれのギャップ値
が各測定点ＦL ，ＦR，ＲL ，ＲR に対応してメモリ２
３に記憶される。

【００１５】ここで、メモリ２３には、回帰平面関数算
出プログラム２３ａと、チルト位置の制御値算出プログ
ラム２３ｂ、そしてチルト機構駆動プログラム２３ｃと
が設けられている。

【００１６】図２及び図３（ｂ）により、この発明によ
る平行調整方式の原理を説明する。マスク１は平面とみ
なせるので、これを基準面として、この平面上の任意の
点ＰのＸＹ座標（ｘp,ｙp ）に対する被露光基板４の表
面のＺ座標ｚp 、言い換えれば、マスク１と被露光基板
４との点Ｐにおけるのギャップは、 ｚp ＝αｘp ＋βｙp ＋γ ………(1) 式(1) の平面方程式により表される。ここで、α，β
は、それぞれ各測定点で測定されたギャップにより決定
される回帰平面ＳＰ（図３（ｂ）参照）のＸ、Ｙ方向に
対する傾斜角を表す係数、γは定数である。

【００１７】図２のステップ１０１において、回帰平面
関数算出プログラム２３ａを起動してマイクロプロセッ
サ２１が演算処理にて、この方程式に、マスク１を基準
としたギャップセンサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの各測定
点ＦL ，ＦR ，ＲL ，ＲR の座標値（ｘFL，ｙFL），
（ｘFR，ｙFR），（ｘRL，ｙRL），（ｘRR，ｙRR）と、
ギャップセンサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄで測定されたそ
れぞれのギャップデータＺFL，ＺFR，ＺRL，ＺRRの値を
入れて、 ＺFL＝αｘFL＋βｙFL＋γ，ＺFR＝αｘFR＋βｙFR＋γ ＺRL＝αｘRL＋βｙRL＋γ，ＺRR＝αｘRR＋βｙRR＋γ 上記式より定数α，βおよびγを求め、パラメータとし
てメモリ２３に記憶する。

【００１８】次に、ステップ１０２で、マイクロプロセ
ッサ２１は、チルト位置の制御値算出プログラム２３ｂ
を起動して、α，βおよびγのデータと、チルト機構５
ａ−１，５ａ−２，５ａ−３のそれぞれの座標値（ｘ，
ｙ）を代入して、各チルト機構Ｄ，Ｅ，Ｆ（図４（ｂ）
参照）の位置における被露光基板４のギャップを算出す
る。そして、ステップ１０３で目標となるギャップ値Δ
ｇと必要に応じてマスク１の厚さｄ（図３（ｂ）参照）
が引かれて各チルト機構５ａ−１，５ａ−２，５ａ−３
の各駆動値ｇd ，ｇe ，ｇf を算出する。そして、それ
らがメモリ２３に記憶される。

【００１９】そして、ステップ１０４で、マイクロプロ
セッサ２１は、チルト機構駆動プログラム２３ｃを起動
して、マイクロプロセッサ２１の制御により、駆動回路
２４を介して各チルト機構５ａ−１，５ａ−２，５ａ−
３を駆動し、マスク原板１に対して被露光基板４の平行
出しが行われる。

【００２０】以上、この実施例では、液晶パネル用のガ
ラス基板を中心に説明してきたが、８インチ等の大型の
ウエハについても適用できるものである。なお、ギャッ
プの測定点は、実施例では４点設けているが、３点で一
平面が決定されるので、測定点は、３点あるいはそれ以
上であればよいが、マスク平面上に均等に分散させた測
定点であることが好ましい。ウエハは、ほぼ円形である
ので、この場合には、測定点は、ウエハの中心から測定
点の数に対応した均等な角度で分散してウエハの外周部
分に３点以上配置するようにすればよい。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明の異物検
査装置にあっては、マスクを基準として仮想的な回帰平
面をチルト機構により調整するようにしているので、現
実の被露光基板とマスクとは、ギャップが平均化されて
平行出しがなされる。その結果、被露光基板において、
測定点より遠い位置でもマスクに対しては平均的なギャ
ップに設定され、各点でのギャップのばらつきは低減さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、この発明の一実施例の基板露光装置
の構成図である。

【図２】 図２はその検出処理のフローチャートであ
る。

【図３】 図３は、その検出原理の説明図であり、図
（ａ）は、測定点の説明図、図（ｂ）は、ギャップセン
サの測定原理の説明図である。

【図４】 図４の（ａ）は、従来の基板露光装置の検出
機構部分を中心としたの断面図、（ｂ）は、その平面図
である。

【符号の説明】

１…マスク原板、 １ａ…投影位置、２…支持
機構、 ３…光学ユニット、３ａ−１…光学
測定器Ａ、 ３ａ−２…光学測定器Ｂ、３ａ−３…光学
測定器Ｃ、 ４…被露光基板、４ａ…基板チャック台、
５…チルトユニット、５ａ−１…チルト機構Ｄ、
５ａ−２…チルト機構Ｅ、５ａ−３…チルト機構Ｆ、
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ…ギャップセンサ、２１…マイ
クロプロセッサ、２２…二値化回路、２３…メモリ、
２３ａ…回帰平面関数算出プログラム、２３
ｂ…チルト位置の制御値算出プログラム、２３ｃ…チル
ト機構駆動プログラム、７１…半導体レーザ、 ７
２…一次元ＣＣＤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３箇所以上に設けられ被露光基板をベース
   に対して傾斜させるチルト機構を有する被露光基板載置
   台と、この被露光基板載置台から所定の距離離れて配置
   されたマスクと、前記被露光基板の周囲に平均的に分散
   する３点以上の点で前記マスクと前記被露光基板とのギ
   ャップを測定するギャップ測定器とを備え、前記マスク
   を基準とした前記被露光基板の回帰平面（仮想平面）を
   平面方程式から求め、この平面方程式において各前記チ
   ルト機構の位置における前記マスクと前記被露光基板と
   のギャップを算出し、目標ギャップと各前記チルト機構
   の算出されたギャップと差分だけ各前記チルト機構を駆
   動することを特徴とする基板露光装置。