JPH07295229A - Alignment method of projected image for magnifiedprojection type aligner - Google Patents

Alignment method of projected image for magnifiedprojection type aligner

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JPH07295229A
JPH07295229A JP6086527A JP8652794A JPH07295229A JP H07295229 A JPH07295229 A JP H07295229A JP 6086527 A JP6086527 A JP 6086527A JP 8652794 A JP8652794 A JP 8652794A JP H07295229 A JPH07295229 A JP H07295229A
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JP
Japan
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substrate
stage
alignment
glass substrate
color filter
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JP6086527A
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Japanese (ja)
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Shigeru Sasada
滋 笹田
Seiya Sakamoto
誠也 阪本
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70258Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to exposure circuit patters of a color liquid crystal display panel while maintaining high superposition accuracy with color filters with a magnified projection type aligner having a non-telecentric optical system. CONSTITUTION:A color filter substrate is first supplied onto a stage 107 and the positions of the alignment marks formed thereon are previously measured and are stored in a memory. A glass substrate 103 is supplied onto the stage 107. The preferable exposure positions and inclination are calculated within the three-dimensional space of the glass substrate 103 in accordance with the measurement results stored in this memory. Next, the stage 107 is finely adjusted in accordance with the results of the calculation and the exposure positions and inclination of the glass substrate 103 are adjusted. Consequently, the circuit patterns are deformed according to the deformation and are exposed on the glass substrate 103 even if the color filter patterns on the color filter substrate are deformed from the correct absolute sizes and, therefore, the good superposing accuracy is obtd. between the circuit patterns and the color filters.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、拡大投影型露光装置に
おける投影像のアライメント方法に関し、より特定的に
は、カラー液晶表示パネルを作製するために用いられる
拡大投影型露光装置において、基板上に投影される像の
露光位置をアライメントする方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of aligning a projected image in a magnifying projection type exposure apparatus, and more specifically, in a magnifying projection type exposure apparatus used for producing a color liquid crystal display panel, The present invention relates to a method of aligning an exposure position of an image projected on a screen.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、液晶表示パネルにおける回路パ
ターンの形成は、ガラス基板上に膜付け・レジスト塗布
・露光・現像・エッチング等の工程を繰り返すことによ
り行われる。特に、カラー液晶表示パネルの場合は、画
素数の増加、開口率の改善、カラーフィルタとの高い貼
り合わせ精度の実現等のため、回路パターンの高精細化
が図られ、多層構造の回路パターン間の高い重ね合わせ
精度と、高い絶対寸法精度が要求されている。以下、カ
ラー液晶表示パネルの場合に要求される精度についてよ
り詳細に説明する。
2. Description of the Related Art Generally, a circuit pattern is formed in a liquid crystal display panel by repeating steps such as film formation, resist coating, exposure, development and etching on a glass substrate. In particular, in the case of a color liquid crystal display panel, the circuit pattern can be made finer in order to increase the number of pixels, improve the aperture ratio, and realize high bonding accuracy with the color filter. High overlay accuracy and high absolute dimensional accuracy are required. Hereinafter, the accuracy required in the case of the color liquid crystal display panel will be described in more detail.

【0003】図10は、薄膜トランジスタ(TFT;T
hin Film Transistor)を用いたカ
ラー液晶表示パネルの一般的な積層構造を示す分解斜視
図である。図10において、TFTパネル1は、ガラス
基板上に多層構造の回路パターンが形成されて構成され
ている。また、カラーフィルタ2は、ガラス基板上に
R,G,B画素フィルタがマトリクス状に配列されて構
成されている。これらTFTパネル1およびカラーフィ
ルタ2は、それぞれのトランジスタ形成位置と画素フィ
ルタ形成位置とが一致するように所定の間隙をおいて貼
り合わせられる。このとき、両者間の間隙には、液晶が
封入される。さらに、カラーフィルタ2の上面およびT
FTパネル1の下面には、偏光板3が配置され、カラー
液晶表示パネル10が完成する。
FIG. 10 shows a thin film transistor (TFT; T).
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a general laminated structure of a color liquid crystal display panel using a thin film transistor). In FIG. 10, the TFT panel 1 is configured by forming a circuit pattern having a multilayer structure on a glass substrate. The color filter 2 is composed of R, G, B pixel filters arranged in a matrix on a glass substrate. The TFT panel 1 and the color filter 2 are attached to each other with a predetermined gap so that the transistor forming position and the pixel filter forming position coincide with each other. At this time, liquid crystal is filled in the gap between them. Furthermore, the upper surface of the color filter 2 and T
The polarizing plate 3 is arranged on the lower surface of the FT panel 1, and the color liquid crystal display panel 10 is completed.

【0004】上記のようなカラー液晶表示パネル10に
おいて、TFTパネル1へ回路パターンを露光する際に
は、多層構造の各回路パターン間で高い重ね合わせ精度
が要求される。また、各回路パターンについてカラーフ
ィルタ2との間で高い絶対寸法精度が要求される。も
し、回路パターン間で位置ずれが生じると、所望のスイ
ッチング動作を行わない薄膜トランジスタが形成され、
その部分で表示が不能となる。また、カラーフィルタと
の間で絶対寸法精度が低いと、TFTパネル1とカラー
フィルタ2とを貼り合わせるときに、両者間で、薄膜ト
ランジスタの形成位置とR,G,B画素フィルタの形成
位置とがずれ、薄膜トランジスタ素子により透過・遮断
を制御されるバックライト(背面照明光)が対応する色
の画素フィルタを通過せず、色ずれが発生する。特に、
カラーフィルタ2は、TFTパネル1と全く別工程で製
造されるため、位置ずれが生じ易く、両者間で高い絶対
寸法精度を保つことが、歩留まりを向上させる上で重要
な課題となっている。しかしながら、最近では、量産性
を向上させるために、複数パネル分の回路パターンを形
成したガラス基板と、複数パネル分のカラーフィルタパ
ターンを形成したガラス基板とを貼り合わせ、後にカッ
トして複数枚のカラー液晶表示パネルを同時に製造する
ことが行われており、このような場合、単に絶対寸法精
度を上げるだけでは、両者間の貼り合わせがうまくいか
ず、大量の不良品が発生する恐れがあった。
In the color liquid crystal display panel 10 as described above, when the circuit pattern is exposed on the TFT panel 1, high overlay accuracy is required between the circuit patterns of the multilayer structure. Moreover, high absolute dimensional accuracy is required between each circuit pattern and the color filter 2. If misalignment occurs between circuit patterns, a thin film transistor that does not perform the desired switching operation is formed,
The display becomes impossible in that part. If the absolute dimensional accuracy between the color filter and the color filter is low, when the TFT panel 1 and the color filter 2 are bonded together, the thin film transistor forming position and the R, G, B pixel filter forming position are formed therebetween. The back light (back illuminating light) whose transmission / blocking is controlled by the thin film transistor element does not pass through the pixel filter of the corresponding color, resulting in color misregistration. In particular,
Since the color filter 2 is manufactured in a completely different process from the TFT panel 1, positional deviation easily occurs, and maintaining a high absolute dimensional accuracy between them is an important issue for improving the yield. However, recently, in order to improve mass productivity, a glass substrate on which a circuit pattern for a plurality of panels is formed and a glass substrate on which a color filter pattern for a plurality of panels are formed are stuck together and then cut into a plurality of sheets. Color liquid crystal display panels are being manufactured at the same time, and in such a case, simply increasing the absolute dimensional accuracy would not work well for bonding between the two, and a large number of defective products might occur. .

【0005】上記のような技術的事情に鑑み、カラー液
晶表示パネルの回路パターンをガラス基板上に露光する
ための露光装置(以下、単に露光装置と称する)にも、
高い位置決め精度が要求されている。従来の露光装置
は、このような要求を満たすために、半導体素子の製造
過程で使用される露光技術を応用したものが多い。
In view of the above technical circumstances, an exposure apparatus (hereinafter, simply referred to as an exposure apparatus) for exposing a circuit pattern of a color liquid crystal display panel on a glass substrate,
High positioning accuracy is required. Many conventional exposure apparatuses apply the exposure technique used in the manufacturing process of semiconductor devices to meet such requirements.

【0006】図11は、従来の露光装置における光学系
の構成を示す図である。図11において、レチクル(回
路パターンのマスク図形が描画された原板)101を透
過した光源からの光は、投影レンズ102によって収束
され、ガラス基板103上で結像される。図11に示す
ように、従来の露光装置では、出射側すなわち投影レン
ズ102とガラス基板103との間で主光線(結像に寄
与する光束の内、開口絞りの中心を通る光線)が投影レ
ンズ102の光軸に対して平行な、いわゆるテレセント
リックな光学系を採用している。従来の露光装置がこの
ようなテレセントリックな光学系を採用するのは、厚み
の個体差等によってガラス基板103の上面位置が、焦
点深度内で多少上下方向に変動しても、ガラス基板上に
形成される像の倍率すなわち大きさが変化しないためで
ある。
FIG. 11 is a diagram showing the structure of an optical system in a conventional exposure apparatus. In FIG. 11, light from a light source that has passed through a reticle (original plate on which a mask pattern of a circuit pattern is drawn) 101 is converged by a projection lens 102 and imaged on a glass substrate 103. As shown in FIG. 11, in the conventional exposure apparatus, a principal ray (a ray passing through the center of the aperture stop of the luminous flux that contributes to image formation) on the exit side, that is, between the projection lens 102 and the glass substrate 103. A so-called telecentric optical system that is parallel to the optical axis of 102 is adopted. The conventional exposure apparatus adopts such a telecentric optical system because it is formed on the glass substrate 103 even if the upper surface position of the glass substrate 103 fluctuates vertically within the depth of focus due to individual differences in thickness and the like. This is because the magnification, that is, the size of the formed image does not change.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なテレセントリックな光学系を用いた露光装置では、投
影レンズ102の口径は、1ショットの露光サイズ、す
なわちガラス基板103上に投影される像のサイズより
も大きくなければならない。しかしながら、10インチ
クラスの液晶表示パネルの回路パターンを1ショットで
露光しようとすると、投影レンズの口径が400mm程
度にもなってしまい、製造コストおよび重量の点で実現
が困難である。
By the way, in the exposure apparatus using the above-mentioned telecentric optical system, the aperture of the projection lens 102 has an exposure size of one shot, that is, an image projected on the glass substrate 103. Must be larger than size. However, if a circuit pattern of a 10-inch class liquid crystal display panel is exposed in one shot, the diameter of the projection lens will be about 400 mm, which is difficult to realize in terms of manufacturing cost and weight.

【0008】したがって、従来の露光装置は、1ショッ
トの露光サイズを小さくせざるを得ず、10インチクラ
スの回路パターンを1回で露光することができなかっ
た。そのため、従来の露光装置では、図12に示すよう
に、1つの回路パターン104を点線で示すような複数
のエリアに分割し、分割されたそれぞれのエリアで部分
的な露光を行うことにより、全体としての回路パターン
を得るようにしていた。しかしながら、このような方法
では、1つの回路パターンを描画するために露光作業を
繰り返して行わなければならず、多大な労力と手間がか
かる。また、各エリア間で高いつなぎ精度が要求される
ため、各エリアにおいて正確な位置決め作業を行わなけ
ればならず、さらに多大な労力と手間がかかる。
Therefore, the conventional exposure apparatus had no choice but to reduce the exposure size of one shot, and it was not possible to expose a 10-inch class circuit pattern once. Therefore, in the conventional exposure apparatus, as shown in FIG. 12, one circuit pattern 104 is divided into a plurality of areas indicated by dotted lines, and partial exposure is performed in each of the divided areas, so that the whole area is exposed. I was trying to get the circuit pattern as. However, in such a method, it is necessary to repeat the exposure work in order to draw one circuit pattern, which requires a great deal of labor and time. Further, since high connection accuracy is required between each area, accurate positioning work must be performed in each area, which requires much labor and time.

【0009】そこで、図13に示すように、少なくとも
出射側で非テレセントリックな光学系を採用することに
より、口径の小さな投影レンズを用いて大きな露光サイ
ズを得ることが考えられる。すなわち、図13の光学系
では、投影レンズ102とガラス基板103との間の主
光線が投影レンズの光軸に対して傾いているため、レチ
クル101を透過した光パターンを投影レンズ102の
口径以上に拡大投影することが可能である。したがっ
て、小口径の投影レンズを用いても大きな露光サイズを
得ることができる。しかしながら、このような非テレセ
ントリックな光学系を採用した拡大投影型露光装置で
は、以下のような別の問題点が生ずる。
Therefore, as shown in FIG. 13, it is conceivable to obtain a large exposure size by using a projection lens having a small aperture by employing a non-telecentric optical system at least on the exit side. That is, in the optical system of FIG. 13, since the chief ray between the projection lens 102 and the glass substrate 103 is inclined with respect to the optical axis of the projection lens, the light pattern transmitted through the reticle 101 is equal to or larger than the aperture of the projection lens 102. It is possible to enlarge and project. Therefore, a large exposure size can be obtained even with a projection lens having a small aperture. However, in the magnifying projection type exposure apparatus which employs such a non-telecentric optical system, the following other problems occur.

【0010】(1)露光エリア周辺部の主光線が傾いて
いるため、投影レンズ102とガラス基板103との間
の距離がガラス基板103の厚みの個体差等で変わる
と、ガラス基板103に投影されるレチクル101の像
の寸法が変動する。そのため、露光される回路パターン
の寸法精度が低下する。また、1層目の回路パターンを
露光する際は、ガラス基板103上に重ね合わせるべき
アライメントマークが無く、ガラス基板103の表面に
垂直な方向の位置により、回路パターンの投影像の絶対
寸法が大きく変動してしまう。
(1) Since the chief ray around the exposure area is inclined, if the distance between the projection lens 102 and the glass substrate 103 changes due to individual differences in the thickness of the glass substrate 103, it is projected on the glass substrate 103. The size of the image of the reticle 101 is changed. Therefore, the dimensional accuracy of the exposed circuit pattern deteriorates. When exposing the circuit pattern of the first layer, there is no alignment mark to be superimposed on the glass substrate 103, and the absolute size of the projected image of the circuit pattern is large due to the position in the direction perpendicular to the surface of the glass substrate 103. It fluctuates.

【0011】(2)前述したように、カラー液晶表示パ
ネルの回路パターンは、カラーフィルタ2(図10参
照)と貼り合わせるために、正しい絶対寸法で製作され
なければならないが、上記のように絶対寸法が変動する
と、カラーフィルタとの貼り合わせ精度が著しく低下す
る。
(2) As described above, the circuit pattern of the color liquid crystal display panel must be manufactured with correct absolute dimensions in order to bond it to the color filter 2 (see FIG. 10). If the dimensions change, the bonding accuracy with the color filter is significantly reduced.

【0012】それゆえに、本発明の目的は、非テレセン
トリックな光学系を有する拡大投影型露光装置におい
て、カラーフィルタとの重ね合わせ精度が高くなるよう
に、回路パターンを露光できるようにすることである。
Therefore, an object of the present invention is to make it possible to expose a circuit pattern in a magnifying projection type exposure apparatus having a non-telecentric optical system so that the overlay accuracy with a color filter becomes high. .

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
カラー液晶表示パネルの製造のために用いられる拡大投
影型露光装置において、基板上に投影される像の露光位
置をアライメントするための方法であって、拡大投影型
露光装置は、その上面に基板が載置されるステージと、
レチクルを透過した光パターンをステージ上の基板に拡
大投影し、少なくとも当該基板との間の主光線がその光
軸に対して傾いている非テレセントリックな投影レンズ
と、ステージを投影レンズの光軸と直交するXY平面内
で駆動する第1の駆動手段と、ステージを、少なくとも
3カ所において、投影レンズの光軸と平行なZ軸方向に
独立的に駆動する第2の駆動手段と、基板上に形成され
たまたは投影されたアライメントマークまたはその像を
観察する複数のアライメントスコープと、ステージのX
Y平面内での位置を検出するXY位置検出手段と、Z軸
方向に沿った基板の上面位置を、複数の箇所において検
出する上面位置検出手段とを備えており、その上面にカ
ラーフィルタパターンおよび複数のアライメントマーク
が形成された第1の基板を、ステージ上に供給する第1
のステップと、第1および第2の駆動手段によってステ
ージを移動させることにより、第1の基板を3次元空間
内の予め定める所定の位置に固定する第2のステップ
と、第1の基板上の各アライメントマークを各アライメ
ントスコープで観察し、それらのXY平面内での位置を
XY位置検出手段を用いて測定する第3のステップと、
第3のステップの測定結果をメモリに記憶保持する第4
のステップと、ステージ上の第1の基板を、回路パター
ンが露光されるべき第2の基板と差し替える第5のステ
ップと、メモリに記憶保持された測定結果に基づいて、
3次元空間内での第2の基板の好ましい露光位置および
傾きを演算する第6のステップと、第6のステップの演
算結果に基づいて、第1および第2の駆動手段を制御す
ることにより、第2の基板の露光位置および傾きを調整
する第7のステップとを備えている。
The invention according to claim 1 is
A method for aligning an exposure position of an image projected on a substrate in a magnifying projection type exposure apparatus used for manufacturing a color liquid crystal display panel, wherein the magnifying projection type exposure apparatus has a substrate on its upper surface. The stage to be placed,
A light pattern transmitted through the reticle is magnified and projected on the substrate on the stage, and at least the non-telecentric projection lens in which the chief ray between the substrate and the optical axis is inclined, and the stage is used as the optical axis of the projection lens. First driving means for driving in the orthogonal XY plane, second driving means for independently driving the stage in at least three places in the Z-axis direction parallel to the optical axis of the projection lens, and on the substrate. A plurality of alignment scopes for observing the formed or projected alignment marks or images thereof, and a stage X
An XY position detecting means for detecting a position in the Y plane and an upper surface position detecting means for detecting the upper surface position of the substrate along the Z-axis direction at a plurality of positions are provided, and the color filter pattern and the upper surface position detecting means are provided on the upper surface. A first substrate on which a plurality of alignment marks are formed is supplied onto a stage.
On the first substrate, and the second step of fixing the first substrate at a predetermined position in the three-dimensional space by moving the stage by the first and second driving means. A third step of observing each alignment mark with each alignment scope and measuring their positions in the XY plane using XY position detecting means;
A fourth step of storing and holding the measurement result of the third step in the memory
And the fifth step of replacing the first substrate on the stage with the second substrate on which the circuit pattern is to be exposed, and based on the measurement results stored and held in the memory,
A sixth step of calculating a preferable exposure position and inclination of the second substrate in the three-dimensional space, and controlling the first and second driving means based on the calculation result of the sixth step, A seventh step of adjusting the exposure position and inclination of the second substrate.

【0014】[0014]

【作用】請求項1に係る発明においては、第1の基板
(カラーフィルタパターンが形成されている)上のアラ
イメントマークの位置を予め測定して記憶しておき、第
2の基板(回路パターンが露光される)がステージ上に
供給されたときに、予め記憶された測定結果に基づいて
当該第2の基板の3次元空間内での好ましい露光位置お
よび傾きを演算し、当該演算結果に基づいて第2の基板
の露光位置および傾きを調整するようにしたものであ
る。その結果、たとえ第1の基板上のカラーフィルタパ
ターンが正しい絶対寸法から変形していても、回路パタ
ーンがそのような変形に応じて変形されて第2の基板上
に露光されるので、第1の基板と第2の基板との間で重
ね合わせ精度が良好なものとなる。
In the invention according to claim 1, the position of the alignment mark on the first substrate (on which the color filter pattern is formed) is measured and stored in advance, and the second substrate (the circuit pattern is (Exposure) is supplied onto the stage, a preferable exposure position and inclination in the three-dimensional space of the second substrate is calculated based on the measurement result stored in advance, and based on the calculation result. The exposure position and the inclination of the second substrate are adjusted. As a result, even if the color filter pattern on the first substrate is deformed from the correct absolute size, the circuit pattern is deformed according to such deformation and is exposed on the second substrate. The overlay accuracy between the first substrate and the second substrate is good.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、この発明の一実施例に係るアライメ
ント方法を実行する拡大投影型露光装置の構成を示す外
観斜視図である。図1において、投影レンズ102の上
方には、レチクル101が図示しないホルダに収納され
て配置されている。このレチクル101の中央部には、
回路パターンのためのマスク図形105が描画されてい
る。また、マスク図形105の周辺の4隅には、位置決
めのためのアライメントマークP1〜P4が描画されて
いる。なお、レチクル101の上方には、図示しない
が、マスク図形105を照射するための主光源と、各ア
ライメントマークP1〜P4を個別に照射するための複
数のアライメント光源とが配置されている。
1 is an external perspective view showing the structure of a magnified projection type exposure apparatus for carrying out an alignment method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a reticle 101 is housed and arranged above a projection lens 102 in a holder (not shown). At the center of this reticle 101,
A mask figure 105 for a circuit pattern is drawn. Further, alignment marks P1 to P4 for positioning are drawn at four corners around the mask figure 105. Although not shown, a main light source for irradiating the mask figure 105 and a plurality of alignment light sources for individually irradiating each of the alignment marks P1 to P4 are arranged above the reticle 101.

【0016】投影レンズ102の下方には、図示しない
ベース上にステージ107が配置され、このステージ1
07の上には、ガラス基板103が載置される。ステー
ジ107は、3次元直交座標系X,Y,Z内で6つの駆
動軸X1,X2,Y,Z1,Z2,Z3を有し、これら
各駆動軸に沿って移動が可能なように構成されている。
X軸に平行な駆動軸X1,X2は、投影レンズ102の
光軸およびステージ107の第1の辺(図示では、短
辺)と直交している。このようにX軸方向について2つ
の駆動軸X1,X2を持つことにより、ステージ107
を、投影レンズ102の光軸回り、すなわちθ軸方向に
回転させることが可能となる。また、駆動軸Yは、投影
レンズ102の光軸およびステージ107の第2の辺
(上記第1の辺と直交する辺であり、図示では、長辺)
と直交している。Z軸方向に平行な駆動軸Z1,Z2,
Z3は、投影レンズ102の光軸に対して平行である。
なお、駆動軸Z1,Z2,Z3は、好ましくは、正三角
形または2等辺三角形の各頂点上に配置されている。ま
た、Z軸方向について、4つ以上の駆動軸を設けるよう
にしてもよい。
Below the projection lens 102, a stage 107 is arranged on a base (not shown).
The glass substrate 103 is placed on 07. The stage 107 has six drive axes X1, X2, Y, Z1, Z2, Z3 in a three-dimensional Cartesian coordinate system X, Y, Z, and is configured to be movable along each of these drive axes. ing.
The drive axes X1 and X2 parallel to the X axis are orthogonal to the optical axis of the projection lens 102 and the first side (short side in the figure) of the stage 107. By thus having two drive axes X1 and X2 in the X-axis direction, the stage 107
Can be rotated around the optical axis of the projection lens 102, that is, in the θ-axis direction. The drive axis Y is the optical axis of the projection lens 102 and the second side of the stage 107 (the side orthogonal to the first side, which is the long side in the figure).
Is orthogonal to. Drive axes Z1, Z2 parallel to the Z-axis direction
Z3 is parallel to the optical axis of the projection lens 102.
The drive axes Z1, Z2, Z3 are preferably arranged on the vertices of an equilateral triangle or an isosceles triangle. Also, four or more drive shafts may be provided in the Z-axis direction.

【0017】ステージ107の上記第1および第2の辺
には、それぞれ、ミラー108および109が取り付け
られる。ミラー108の近傍には、2つのレーザ干渉計
110および111が図示しないベース上に固定的に設
けられる。これらレーザ干渉計110および111は、
ミラー108と協働し、レーザ光の干渉作用を利用し
て、駆動軸X1に沿うステージ107の位置および駆動
軸X2に沿うステージ107の位置を高精度に測定す
る。また、ミラー109の近傍には、レーザ干渉計11
2が図示しないベース上に固定的に設けられる。このレ
ーザ干渉計112は、ミラー109と協動し、レーザ光
の干渉作用を利用して、駆動軸Yに沿うステージ107
の位置を高精度に測定する。これらレーザ干渉計110
〜112によって、ステージ107のXY平面内での位
置およびθ軸方向の回転角を高精度に計測することがで
きる。なお、ステージ107の上面であって上記第1の
辺の近傍には、基準マーク113が形成されている。
Mirrors 108 and 109 are attached to the first and second sides of the stage 107, respectively. In the vicinity of the mirror 108, two laser interferometers 110 and 111 are fixedly provided on a base (not shown). These laser interferometers 110 and 111 are
In cooperation with the mirror 108, the position of the stage 107 along the drive axis X1 and the position of the stage 107 along the drive axis X2 are measured with high accuracy by utilizing the interference effect of laser light. In addition, in the vicinity of the mirror 109, the laser interferometer 11
2 is fixedly provided on a base (not shown). The laser interferometer 112 cooperates with the mirror 109 and utilizes the interference effect of the laser light to make the stage 107 along the drive axis Y.
The position of is measured with high accuracy. These laser interferometers 110
Through 112, the position of the stage 107 in the XY plane and the rotation angle in the θ-axis direction can be measured with high accuracy. A reference mark 113 is formed on the upper surface of the stage 107 near the first side.

【0018】ステージ107の上方には、ガラス基板1
03上に形成されたアライメントマークまたはガラス基
板103上に拡大投影されたアライメントマークの像
P’1〜P’4を観察するために、4つのアライメント
スコープ114〜117が設けられている。各アライメ
ントスコープ114〜117は、対物レンズ114a〜
117aと、CCD素子等を含むテレビカメラ114b
〜117bとを備えている。また、ステージ107の上
方には、Z軸方向に沿うガラス基板103の上面位置を
非接触で検出するためのレーザ変位計119〜122が
固定的に設けられている。なお、アライメントスコープ
114〜117は、露光するレチクル101のサイズに
応じて、それぞれ独立に移動させることが可能である。
また、ガラス基板103の上面位置を非接触で検出する
装置としては、上記のようなレーザ変位計119〜12
2に代えて、空気マイクロメータや静電変位計を用いて
もよい。なお、投影レンズ102,レチクル101のホ
ルダ,アライメントスコープ114〜117,レーザ変
位計119〜122は、図示しない支持部材によって支
持されている。
Above the stage 107, the glass substrate 1
Four alignment scopes 114 to 117 are provided in order to observe the images P′1 to P′4 of the alignment mark formed on the display panel 03 or the alignment mark enlarged and projected on the glass substrate 103. Each of the alignment scopes 114 to 117 includes an objective lens 114a to
117a and a television camera 114b including a CCD element and the like
To 117b. Further, above the stage 107, laser displacement meters 119 to 122 for fixedly detecting the upper surface position of the glass substrate 103 along the Z-axis direction are provided fixedly. The alignment scopes 114 to 117 can be independently moved according to the size of the reticle 101 to be exposed.
Further, as a device for detecting the upper surface position of the glass substrate 103 in a non-contact manner, the above laser displacement meters 119 to 12
Instead of 2, an air micrometer or an electrostatic displacement meter may be used. The projection lens 102, the reticle 101 holder, the alignment scopes 114 to 117, and the laser displacement meters 119 to 122 are supported by a support member (not shown).

【0019】図2は、図1の拡大投影型露光装置の電気
的な構成を示すブロック図である。図2において、CP
U131は、メモリ132,キーボード等の操作器13
3およびディスプレイ装置134と協動して、ワークス
テーション130を構成している。また、CPU131
には、システムバス135を介して、照明制御部14
1,各軸制御部142,アライメントスコープ114〜
117,レーザ変位計119〜122,レーザ干渉計1
10〜112が接続されている。照明制御部141は、
前述の主光源およびアライメント光源の点灯/消灯を制
御する。各軸制御部142は、各駆動軸X1,X2,
Y,Z1,Z2,Z3に対応して設けられた各駆動モー
タ(図示せず)を制御する。
FIG. 2 is a block diagram showing the electrical construction of the magnified projection type exposure apparatus of FIG. In Figure 2, CP
The U 131 is an operation device 13 such as a memory 132 and a keyboard.
3 together with the display device 134 to form the workstation 130. In addition, the CPU 131
The lighting control unit 14 via the system bus 135.
1, each axis control unit 142, alignment scope 114 ~
117, laser displacement meters 119 to 122, laser interferometer 1
10 to 112 are connected. The lighting control unit 141
The turning on / off of the above-mentioned main light source and alignment light source is controlled. Each axis control unit 142 has each drive axis X1, X2,
Each drive motor (not shown) provided corresponding to Y, Z1, Z2, Z3 is controlled.

【0020】以下、図1および図2に示す拡大投影型露
光装置の動作を説明するが、本実施例においては、1枚
のガラス基板103上に、一例として、4パネル分の回
路パターンが形成されるものとする。したがって、ガラ
ス基板103上では、図3に示すように、第1〜第4露
光位置で露光が行われる。
The operation of the magnifying projection type exposure apparatus shown in FIGS. 1 and 2 will be described below. In this embodiment, as an example, a circuit pattern for four panels is formed on one glass substrate 103. Shall be done. Therefore, on the glass substrate 103, exposure is performed at the first to fourth exposure positions as shown in FIG.

【0021】まず、図4のフローチャートを参照して、
各アライメントスコープ114〜117の較正動作を説
明する。CPU131は、カウンタn(例えば、メモリ
132内に設けられている)の計数値を1に初期設定す
る(ステップS101)。次に、CPU131は、各軸
制御部142を起動し、上記カウンタnの計数値に対応
するアライメントスコープ(最初は、第1番目のアライ
メントスコープ114)の視野中心に、基準マーク11
3が位置するようにステージ107を移動させる(ステ
ップS102)。次に、CPU131は、レーザ干渉計
110〜112を用いて、ステージ107のXY座標位
置を測定し、その測定結果をメモリ132に格納する
(ステップS103)。次に、CPU131は、上記カ
ウンタnの計数値に1を加算し(ステップS104)、
当該計数値が5以上になったか否かを判断する(ステッ
プS105)。もし、カウンタnの計数値が4以下の場
合(n≦4の場合)、測定の終了していないアライメン
トスコープが残っているため、CPU131は、再び上
記ステップS102〜S104の動作を実行し、残りの
アライメントスコープに対する測定動作を順番に繰り返
す。全てのアライメントスコープに対する測定動作が終
了すると、CPU131は、メモリ132に格納された
測定データに基づいて、各アライメントスコープ114
〜117間の絶対距離K1,K2,K3,K4(図5参
照)を演算する(ステップS106)。例えば、絶対距
離K1は、2回目のレーザ干渉計110の測定値から1
回目のレーザ干渉計110の測定値を減算することによ
り求められる。また、絶対距離K2は、3回目のレーザ
干渉計112の測定値から2回目のレーザ干渉計112
の測定値を減算することにより求められる。上記ステッ
プS106の演算結果は、メモリ132に格納される
(ステップS107)。
First, referring to the flow chart of FIG.
The calibration operation of each of the alignment scopes 114 to 117 will be described. The CPU 131 initializes the count value of the counter n (for example, provided in the memory 132) to 1 (step S101). Next, the CPU 131 activates each axis control unit 142, and at the center of the visual field of the alignment scope (first, the first alignment scope 114) corresponding to the count value of the counter n, the reference mark 11 is displayed.
The stage 107 is moved so that 3 is positioned (step S102). Next, the CPU 131 measures the XY coordinate position of the stage 107 using the laser interferometers 110 to 112, and stores the measurement result in the memory 132 (step S103). Next, the CPU 131 adds 1 to the count value of the counter n (step S104),
It is determined whether the count value is 5 or more (step S105). If the count value of the counter n is 4 or less (in the case of n ≦ 4), there is an alignment scope whose measurement has not been completed, and therefore the CPU 131 executes the operations of the above steps S102 to S104 again, and remains. Repeat the measurement operation for the alignment scope of. When the measurement operation for all the alignment scopes is completed, the CPU 131 determines each alignment scope 114 based on the measurement data stored in the memory 132.
The absolute distances K1, K2, K3, K4 (see FIG. 5) between 1 to 117 are calculated (step S106). For example, the absolute distance K1 is 1 from the measurement value of the second laser interferometer 110.
It is obtained by subtracting the measurement value of the laser interferometer 110 for the second time. Further, the absolute distance K2 is calculated from the measurement value of the laser interferometer 112 for the third time and the laser interferometer 112 for the second time.
It is obtained by subtracting the measured value of. The calculation result of step S106 is stored in the memory 132 (step S107).

【0022】次に、図6のフローチャートを参照して、
カラーフィルタ基板に対する位置測定動作を説明する。
まず、ステージ107上に、カラーフィルタ基板が供給
される(ステップS201)。このとき供給されるカラ
ーフィルタ基板は、ガラス基板上の第1〜第4描画位置
(図3に示した第1〜第4露光位置に対応)に4パネル
分のカラーフィルタパターンが描画され、さらに各カラ
ーフィルタパターンの周辺の予め定める位置には4個ず
つのアライメントマークが描画されている。次に、CP
U131は、各軸制御部142を起動し、カラーフィル
タ基板の上面位置を、投影レンズ102およびアライメ
ントスコープ114〜117の最適ピント面に合わせる
(ステップS202)。なお、最適ピント面の位置は、
露光装置の組立時に予め測定されており、その測定値は
基板上面基準位置データとしてメモリ132内に格納さ
れている。従って、CPU131は、レーザ変位計11
9〜122の計測値がメモリ132に格納された基板上
面基準位置データと一致するように、カラーフィルタ基
板の上面位置を調整する。
Next, referring to the flowchart of FIG.
The position measuring operation for the color filter substrate will be described.
First, the color filter substrate is supplied onto the stage 107 (step S201). The color filter substrate supplied at this time has four panels of color filter patterns drawn on the glass substrate at the first to fourth drawing positions (corresponding to the first to fourth exposure positions shown in FIG. 3). Four alignment marks are drawn at predetermined positions around each color filter pattern. Next, CP
The U 131 activates each axis control unit 142 and adjusts the upper surface position of the color filter substrate to the optimum focus surface of the projection lens 102 and the alignment scopes 114 to 117 (step S202). The position of the optimum focus plane is
It is measured in advance at the time of assembling the exposure apparatus, and the measured value is stored in the memory 132 as the substrate upper surface reference position data. Therefore, the CPU 131 uses the laser displacement meter 11
The upper surface position of the color filter substrate is adjusted so that the measured values 9 to 122 match the substrate upper surface reference position data stored in the memory 132.

【0023】次に、CPU131は、各軸制御部142
を起動し、第1描画位置のカラーフィルタパターンに付
属する4個のアライメントマークが、それぞれアライメ
ントスコープ114〜117の視野内に入るように、ス
テージ107を駆動軸X1,X2,Y方向に移動させる
(ステップS203)。各アライメントスコープ114
〜117の視野内に入ったアライメントマークは、ディ
スプレイ装置134に表示される。
Next, the CPU 131 controls each axis control section 142.
Is started, and the stage 107 is moved in the drive axes X1, X2, and Y directions so that the four alignment marks attached to the color filter pattern at the first drawing position are within the visual fields of the alignment scopes 114 to 117, respectively. (Step S203). Each alignment scope 114
The alignment marks that have entered the visual field of to 117 are displayed on the display device 134.

【0024】次に、CPU131は、レーザ干渉計11
0〜112を用いて、各アライメントマークのXY座標
位置を測定する(ステップS204)。ここで、各アラ
イメントスコープ114〜117間の絶対距離K1〜K
4は、予め測定されてメモリ132内に格納されている
ため(図4参照)、各アライメントスコープ114〜1
17の視野中心からの各アライメントマークのずれ量を
ディスプレイ装置134の画面上で測定すれば、各レー
ザ干渉計110〜112の測定値から各アライメントマ
ークのXY座標位置が容易に求められる。次に、上記ス
テップS204の測定結果がメモリ132内に格納され
る(ステップS205)。次に、CPU131は、カラ
ーフィルタ基板上に測定の終了していない描画位置が存
在するか否かを判断する(ステップS206)。もし、
測定の終了していない描画位置が存在する場合、CPU
131は、ステージ107を次の描画位置(例えば、第
2描画位置)に移動させ(ステップS207)、前述の
ステップS204〜S206の動作を繰り返す。一方、
全ての描画位置すなわち第1〜第4描画位置に対する測
定作業が終了すると、ステージ107からカラーフィル
タ基板が排出される(ステップS208)。
Next, the CPU 131 uses the laser interferometer 11
The XY coordinate position of each alignment mark is measured using 0 to 112 (step S204). Here, the absolute distances K1 to K between the alignment scopes 114 to 117
4 is measured in advance and stored in the memory 132 (see FIG. 4), each alignment scope 114-1
If the amount of deviation of each alignment mark from the center of the visual field 17 is measured on the screen of the display device 134, the XY coordinate position of each alignment mark can be easily obtained from the measurement values of the laser interferometers 110 to 112. Next, the measurement result of step S204 is stored in the memory 132 (step S205). Next, the CPU 131 determines whether or not there is a drawing position whose measurement has not been completed on the color filter substrate (step S206). if,
If there is a drawing position that has not been measured, the CPU
The 131 moves the stage 107 to the next drawing position (for example, the second drawing position) (step S207), and repeats the operations of steps S204 to S206 described above. on the other hand,
When the measurement work for all the drawing positions, that is, the first to fourth drawing positions is completed, the color filter substrate is ejected from the stage 107 (step S208).

【0025】ところで、上記のようなカラーフィルタ基
板を製作する際、各カラーフィルタパターンおよびそれ
に付随する各アライメントマークは、予め定められた絶
対位置に正確に位置決めされて描画されており、その絶
対位置はメモリ132に予め格納されている。従って、
回路パターンは、上記カラーフィルタパターンおよびア
ライメントマークに対応する絶対位置に露光すればよい
ことになる。しかしながら、何らかの理由(例えば、カ
ラーフィルタ基板の厚みのロット間差)でカラーフィル
タ基板上のカラーフィルタパターンおよびアライメント
マークの描画位置がずれたり歪んだりすることがある。
そこで、本実施例では、カラーフィルタ基板で生じた描
画位置のずれや歪みをそのまま許容し、第1層目の回路
パターンをカラーフィルタ基板で生じているずれや歪み
と同じ量だけ意図的にずらせてまたは歪ませてガラス基
板上に露光することにより、回路パターンとカラーフィ
ルタパターンとの間の重ね合わせ精度を向上させるよう
にしている。なお、カラーフィルタ基板上で発生するず
れや歪みの量は、同一ロット中では同じであると想定で
きるため、カラーフィルタ基板上でのアライメントマー
クの測定は、ロットが変わる毎に行えばよい。
By the way, when manufacturing the color filter substrate as described above, each color filter pattern and each associated alignment mark are accurately positioned and drawn at a predetermined absolute position. Are stored in the memory 132 in advance. Therefore,
The circuit pattern may be exposed at the absolute position corresponding to the color filter pattern and the alignment mark. However, the drawing positions of the color filter pattern and the alignment mark on the color filter substrate may be displaced or distorted for some reason (for example, the difference between the lots of the thickness of the color filter substrate).
Therefore, in the present embodiment, the deviation or distortion of the drawing position generated on the color filter substrate is allowed as it is, and the circuit pattern of the first layer is intentionally displaced by the same amount as the deviation or distortion generated on the color filter substrate. The glass substrate is exposed to light or distorted to improve the overlay accuracy between the circuit pattern and the color filter pattern. Since it is possible to assume that the amount of displacement or distortion generated on the color filter substrate is the same in the same lot, the alignment mark on the color filter substrate may be measured every time the lot changes.

【0026】次に、図7のフローチャートを参照して、
ガラス基板103上に第1層目の回路パターンを露光す
る場合の動作について説明する。まず、拡大投影型露光
装置に、第1層目の回路パターンのマスク図形105お
よびアライメントマークが描画されたレチクル101が
装着される(ステップS301)。次に、ステージ10
7上に何も露光されていない新規なガラス基板103
(ただし、フォトレジスト膜は塗布されている)が供給
される(ステップS302)。次に、CPU131は、
各軸制御部142を起動し、投影レンズ102およびア
ライメントスコープ114〜117が第1露光位置(図
3参照)の上に位置するように、ステージ107を移動
させる(ステップS303)。
Next, referring to the flowchart of FIG.
The operation of exposing the first layer circuit pattern on the glass substrate 103 will be described. First, the reticle 101 on which the mask pattern 105 of the first layer circuit pattern and the alignment mark are drawn is attached to the magnifying projection type exposure apparatus (step S301). Next, stage 10
A new glass substrate 103 with no light exposure on 7
(However, the photoresist film is applied) is supplied (step S302). Next, the CPU 131
Each axis control unit 142 is activated, and the stage 107 is moved so that the projection lens 102 and the alignment scopes 114 to 117 are located above the first exposure position (see FIG. 3) (step S303).

【0027】次に、CPU131は、メモリ132から
カラーフィルタ基板上の対応する描画位置で測定された
アライメントマークの座標データを読み出す(ステップ
S304)。次に、CPU131は、メモリ132から
読み出した座標データに基づき、これから露光する第1
層目の回路パターンの好ましい位置・大きさ・傾きを演
算する(ステップS305)。すなわち、CPU131
は、カラーフィルタ基板上でのカラーフィルタパターン
の位置・大きさ・傾きと一致するように、これから露光
する回路パターンの位置・大きさ・傾きを演算する。次
に、CPU131は、各軸制御部142を起動し、ステ
ップS305の演算結果に従って、ステージ107をX
YZθ方向に微動させる(ステップS306)。これに
よって、ガラス基板103上に投影される回路パターン
の像の位置・形状がカラーフィルタ基板上のカラーフィ
ルタパターンの位置・形状と一致する。
Next, the CPU 131 reads the coordinate data of the alignment mark measured at the corresponding drawing position on the color filter substrate from the memory 132 (step S304). Next, the CPU 131, based on the coordinate data read from the memory 132, performs the first exposure to be performed.
A preferable position / size / inclination of the circuit pattern of the layer is calculated (step S305). That is, the CPU 131
Calculates the position, size, and inclination of the circuit pattern to be exposed, so as to match the position, size, and inclination of the color filter pattern on the color filter substrate. Next, the CPU 131 activates each axis control unit 142 and moves the stage 107 to the X position according to the calculation result of step S305.
Finely move in the YZθ direction (step S306). As a result, the position / shape of the image of the circuit pattern projected on the glass substrate 103 matches the position / shape of the color filter pattern on the color filter substrate.

【0028】次に、CPU131は、照明制御部141
を起動して主光源およびアライメント光源を点灯させ、
ガラス基板103上に第1層目の回路パターンおよびア
ライメントマークを露光する(ステップS307)。こ
のときガラス基板103上には、図8に示すように、第
1層目の回路パターンと共に、例えば5組のアライメン
トマークMa1〜Ma4,Mb1〜Mb4,Mc1〜M
c4,Md1〜Md4,Me1〜Me4が露光される。
アライメントマークMa1〜Ma4は第2層目の回路パ
ターンのアライメントのために用いられ、アライメント
マークMb1〜Mb4は第3層目の回路パターンのアラ
イメントのために用いられ、アライメントマークMc1
〜Mc4は第4層目の回路パターンのアライメントのた
めに用いられ、アライメントマークMd1〜Md4は第
5層目の回路パターンのアライメントのために用いら
れ、アライメントマークMe1〜Me4は最上層である
第6層目の回路パターンのアライメントのために用いら
れる。なお、第3層目以降の回路パターンのアライメン
トのために用いられるアライメントマークMb1〜Mb
4,Mc1〜Mc4,Md1〜Md4,Me1〜Me4
は、第2層目以降の回路パターン形成時に形成されても
よい。
Next, the CPU 131 has the illumination control section 141.
To turn on the main light source and the alignment light source,
The circuit pattern and the alignment mark of the first layer are exposed on the glass substrate 103 (step S307). At this time, on the glass substrate 103, as shown in FIG. 8, together with the circuit pattern of the first layer, for example, five sets of alignment marks Ma1 to Ma4, Mb1 to Mb4, Mc1 to M are formed.
c4, Md1 to Md4 and Me1 to Me4 are exposed.
The alignment marks Ma1 to Ma4 are used for alignment of the second layer circuit pattern, the alignment marks Mb1 to Mb4 are used for alignment of the third layer circuit pattern, and the alignment mark Mc1.
To Mc4 are used for the alignment of the circuit pattern of the fourth layer, the alignment marks Md1 to Md4 are used for the alignment of the circuit pattern of the fifth layer, and the alignment marks Me1 to Me4 are the uppermost layers. It is used for alignment of the circuit pattern of the sixth layer. The alignment marks Mb1 to Mb used for alignment of the circuit patterns on the third and subsequent layers.
4, Mc1 to Mc4, Md1 to Md4, Me1 to Me4
May be formed at the time of forming the circuit patterns of the second and subsequent layers.

【0029】次に、CPU131は、ガラス基板103
上に露光の終了していない露光位置が存在するか否かを
判断する(ステップS308)。もし、露光の終了して
いない露光位置が存在する場合、CPU131は、ステ
ージ107を次の露光位置(例えば、第2露光位置)に
移動させ(ステップS309)、前述のステップS30
4〜S308の動作を繰り返す。一方、全ての露光位置
すなわち第1〜第4露光位置に対する露光作業が終了す
ると、CPU131は、第1層目の回路パターンの露光
動作を終了する。その後、ガラス基板103は、ステー
ジ107から排出され、現像,エッチング等の工程を経
て、その上面に図8に示すような第1層目の回路パター
ンおよびアライメントマークが形成される。
Next, the CPU 131 uses the glass substrate 103.
It is determined whether or not there is an exposure position where the exposure has not ended (step S308). If there is an exposure position where the exposure has not ended, the CPU 131 moves the stage 107 to the next exposure position (for example, the second exposure position) (step S309), and the above-described step S30.
The operations of 4 to S308 are repeated. On the other hand, when the exposure work for all the exposure positions, that is, the first to fourth exposure positions is completed, the CPU 131 ends the exposure operation of the circuit pattern of the first layer. Then, the glass substrate 103 is discharged from the stage 107, and undergoes steps such as development and etching to form a first-layer circuit pattern and alignment marks as shown in FIG. 8 on its upper surface.

【0030】次に、図9のフローチャートを参照して、
ガラス基板103上に第2層目以降の回路パターンを露
光する際の動作を説明する。まず、拡大投影型露光装置
にレチクル101が装着される(ステップS401)。
このとき装着されるレチクル101には、第i層目(i
は、2以上の整数)の回路パターンのマスク図形105
が描画されている。次に、ステージ107にガラス基板
103が供給される(ステップS402)。このとき供
給されるガラス基板103には、第i−1層目までの回
路パターンと共に、例えば5組のアライメントマークM
a1〜Ma4,Mb1〜Mb4,Mc1〜Mc4,Md
1〜Md4,Me1〜Me4が形成されている。ただ
し、各アライメントマークの組はそれが使用される回路
パターン層の少なくとも1つ前の層の露光の時に形成す
るようにしてもよい。
Next, referring to the flowchart of FIG.
The operation of exposing the second and subsequent circuit patterns on the glass substrate 103 will be described. First, the reticle 101 is mounted on the magnifying projection type exposure apparatus (step S401).
The reticle 101 mounted at this time has the i-th layer (i
Is an integer greater than or equal to 2) circuit pattern mask figure 105
Is drawn. Next, the glass substrate 103 is supplied to the stage 107 (step S402). The glass substrate 103 supplied at this time is provided with, for example, five sets of alignment marks M together with the circuit patterns up to the i-1th layer.
a1 to Ma4, Mb1 to Mb4, Mc1 to Mc4, Md
1 to Md4 and Me1 to Me4 are formed. However, each set of alignment marks may be formed at the time of exposure of at least one layer before the circuit pattern layer in which it is used.

【0031】次に、CPU131は、各軸制御部142
を起動し、アライメントスコープ114〜117がガラ
ス基板103の第1露光位置(図3参照)に位置するよ
うに、ステージ107を駆動軸X1,X2,Y方向に移
動させる(ステップS403)。次に、CPU131
は、照明制御部141を起動して、アライメント光源
(図示せず)を点灯させる(ステップS404)。これ
によって、ガラス基板103上には、レチクル101に
形成されたアライメントマークP1〜P4の像P’1〜
P’4が投影される(図1参照)。
Next, the CPU 131 controls each axis control section 142.
Is started, and the stage 107 is moved in the drive axes X1, X2, and Y directions so that the alignment scopes 114 to 117 are located at the first exposure position (see FIG. 3) of the glass substrate 103 (step S403). Next, the CPU 131
Activates the illumination controller 141 to turn on the alignment light source (not shown) (step S404). As a result, on the glass substrate 103, the images P′1 to P4 of the alignment marks P1 to P4 formed on the reticle 101 are formed.
P′4 is projected (see FIG. 1).

【0032】次に、CPU131は、アライメントスコ
ープ114〜117を用いて、ガラス基板103上のア
ライメントマーク像P’1〜P’4を観察し、それぞれ
のXY座標位置を測定する(ステップS405)。な
お、各アライメントスコープ114〜117間の絶対距
離K1〜K4は、既に測定されている(図4参照)の
で、各アライメントスコープ114〜117の視野中心
からのアライメントマーク像P’1〜P’4のずれを検
出することにより、それぞれのXY座標位置を測定する
ことができる。次に、CPU131は、アライメントス
コープ114〜117を用いて、ガラス基板103上に
形成されているアライメントマークMa1〜Ma4,M
b1〜Mb4,Mc1〜Mc4,Md1〜Md4,Me
1〜Me4の中から対応するものを観察し、それらのX
Y座標位置を測定する(ステップS406)。次に、C
PU131は、上記ステップS405で測定された各ア
ライメントマーク像の位置と、ステップS406で測定
された各アライメントマークの実像の位置との間の誤差
を演算する(ステップS407)。
Next, the CPU 131 observes the alignment mark images P'1 to P'4 on the glass substrate 103 using the alignment scopes 114 to 117, and measures the respective XY coordinate positions (step S405). Since the absolute distances K1 to K4 between the alignment scopes 114 to 117 have already been measured (see FIG. 4), the alignment mark images P′1 to P′4 from the visual field centers of the alignment scopes 114 to 117 are obtained. The XY coordinate position of each can be measured by detecting the deviation. Next, the CPU 131 uses the alignment scopes 114 to 117 to align the alignment marks Ma1 to Ma4, M4 formed on the glass substrate 103.
b1-Mb4, Mc1-Mc4, Md1-Md4, Me
Observe the corresponding one among 1 to Me4, and check their X
The Y coordinate position is measured (step S406). Then C
The PU 131 calculates an error between the position of each alignment mark image measured in step S405 and the position of the real image of each alignment mark measured in step S406 (step S407).

【0033】次に、CPU131は、上記ステップS4
07で演算された誤差が予め定められた所定の許容範囲
内に入っている(十分0に近い)か否かを判断する(ス
テップS408)。もし、当該誤差が許容範囲から外れ
ている場合、CPU131は、当該誤差が許容範囲内に
収まるように、ステージ107の各駆動軸(X1,X
2,Y,Z1〜Z3,θ軸)方向への補正量を演算する
(ステップS409)。次に、CPU131は、ステッ
プS409で演算された補正量に従って、各軸制御部1
42を制御し、ステージ107を各駆動軸方向に微動さ
せる(ステップS410)。その後、CPU131は、
上記誤差が許容範囲内に入るまで、上記ステップS40
5〜S410の動作を繰り返す。
Next, the CPU 131 executes the above step S4.
It is determined whether or not the error calculated in 07 is within a predetermined allowable range (close enough to 0) (step S408). If the error is out of the allowable range, the CPU 131 causes the drive axes (X1, X1) of the stage 107 so that the error falls within the allowable range.
A correction amount in the 2, Y, Z1 to Z3, θ axis direction is calculated (step S409). Next, the CPU 131 causes each axis control unit 1 to operate according to the correction amount calculated in step S409.
42 is controlled to finely move the stage 107 in each drive axis direction (step S410). After that, the CPU 131
Until the error falls within the allowable range, the above step S40
The operations of 5 to S410 are repeated.

【0034】上記誤差が許容範囲内に入ると、CPU1
31は、ガラス基板103上に第i層目の回路パターン
を露光する(ステップS411)。次に、CPU131
は、ガラス基板103上に露光の終了していない露光位
置が存在するか否かを判断する(ステップS412)。
もし、露光の終了していない露光位置が存在する場合、
CPU131は、ステージ107を次の露光位置(例え
ば、第2露光位置)に移動させ(ステップS413)、
前述のステップS404〜S412の動作を繰り返す。
一方、ガラス基板103上の全ての露光位置(すなわ
ち、第1〜第4の露光位置)での露光作業が終了する
と、CPU131は動作を終了し、ステージ107から
ガラス基板103が排出される。
When the above error is within the allowable range, the CPU 1
31 exposes the circuit pattern of the i-th layer on the glass substrate 103 (step S411). Next, the CPU 131
Determines whether or not there is an unexposed exposure position on the glass substrate 103 (step S412).
If there is an exposure position that has not been exposed,
The CPU 131 moves the stage 107 to the next exposure position (for example, the second exposure position) (step S413),
The operations of steps S404 to S412 described above are repeated.
On the other hand, when the exposure operation at all the exposure positions on the glass substrate 103 (that is, the first to fourth exposure positions) is completed, the CPU 131 ends the operation and the glass substrate 103 is ejected from the stage 107.

【0035】上記のようにして、ガラス基板103上に
は、第i−1層目の回路パターンの上に、極めて高い重
ね合わせ精度で第i層目の回路パターン(必要に応じ
て、アライメントマーク)が露光される。次に、ガラス
基板103は、現像,エッチング等の工程を経て、その
上面に第i層目の回路パターンが形成される。
As described above, on the glass substrate 103, the circuit pattern of the i-th layer (if necessary, the alignment mark is formed) on the circuit pattern of the (i-1) th layer with extremely high overlay accuracy. ) Is exposed. Next, the glass substrate 103 is subjected to steps such as development and etching to form an i-th layer circuit pattern on the upper surface thereof.

【0036】なお、上記実施例において、各層毎に異な
るアライメントマークを使用してアライメントを行うの
は、以下の理由による。すなわち、上記実施例では、ア
ライメント時に、アライメント光がステージ107の微
動(ステップS410参照)に伴ってガラス基板103
の上を移動するので、その層で観察の対象とするアライ
メントマークの周辺が露光されてしまい、再び同じアラ
イメントマークを使用して他の回路パターンのアライメ
ントを行うことが困難なためである。
In the above embodiment, the alignment is performed by using different alignment marks for each layer for the following reason. That is, in the above-described embodiment, during alignment, the alignment light is accompanied by the fine movement of the stage 107 (see step S410) and the glass substrate 103.
This is because the area around the alignment mark to be observed is exposed in that layer, and it is difficult to perform alignment of other circuit patterns using the same alignment mark again.

【0037】また、上記実施例において、第i層目の回
路パターンのアライメント時にガラス基板103上で観
測されるアライメントマークは、前述したように、第1
層目の回路パターンと共に形成されてもよいし、第2層
目〜第i−1層目のいずれかの回路パターンと共に形成
されてもよい。実際のカラー液晶表示パネルでは、重ね
合わせ精度が厳しい層間とそれほど厳しくない層間とが
有るので、重ね合わせ精度が厳しい層間については、ア
ライメントマークの比較をダイレクトに行えるようにア
ライメントマークの形成時点を分散させるようにしても
よい。
Further, in the above embodiment, the alignment mark observed on the glass substrate 103 during the alignment of the circuit pattern of the i-th layer is the first mark as described above.
It may be formed with the circuit pattern of the layer, or may be formed with the circuit pattern of any of the second layer to the (i-1) th layer. In an actual color liquid crystal display panel, there are some layers that have strict overlay accuracy and some layers that do not have that strict overlay accuracy.Therefore, for layers with strict overlay accuracy, the alignment mark formation points are dispersed so that alignment marks can be directly compared. You may allow it.

【0038】また、上記実施例では、第2層目以降の回
路パターンのアライメントを行う際に、ガラス基板10
3上にアライメントマーク像を投影し、既に形成されて
いるアライメントマークと一致させるようにしている
が、テスト用のガラス基板上にアライメントマークを仮
投影してその位置をデータとして記憶しておき、当該デ
ータとしての位置と実際のガラス基板103上で観測さ
れるアライメントマークの位置とが一致するように、ス
テージ107を移動させてアライメントを行うようにし
てもよい。すなわち、本発明では、第2層目以降の回路
パターンのアライメントの方法については、上記実施例
の方法に限定されることはなく、種々の方法が採用され
得る。
In the above embodiment, the glass substrate 10 is used when the circuit patterns of the second and subsequent layers are aligned.
Although the alignment mark image is projected on 3 to match the already formed alignment mark, the alignment mark is temporarily projected on the test glass substrate and its position is stored as data. Alignment may be performed by moving the stage 107 so that the position as the data and the actual position of the alignment mark observed on the glass substrate 103 match. That is, in the present invention, the method of aligning the circuit patterns on the second and subsequent layers is not limited to the method of the above embodiment, and various methods can be adopted.

【0039】なお、本発明では、少なくとも投影レンズ
102とステージ107との間の主光線(出射側の主光
線)が非テレセントリックであればよく、レチクル10
1と投影レンズとの間の主光線(入射側の主光線)は、
テレセントリックであっても非テレセントリックであっ
てもよい。
In the present invention, at least the principal ray between the projection lens 102 and the stage 107 (emission-side principal ray) is not telecentric, and the reticle 10 is used.
The chief ray between the 1 and the projection lens (the chief ray on the incident side) is
It may be telecentric or non-telecentric.

【0040】[0040]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、第1の基板
(カラーフィルタパターンが形成されている)上のアラ
イメントマークの位置を予め測定して記憶しておき、第
2の基板(回路パターンが露光される)がステージ上に
供給されたときに、予め記憶された測定結果に基づいて
当該第2の基板の3次元空間内での好ましい露光位置お
よび傾きを演算し、当該演算結果に基づいて第2の基板
の露光位置および傾きを調整するようにしているので、
たとえ第1の基板上のカラーフィルタパターンが正しい
絶対寸法から変形していても、回路パターンがそのよう
な変形に応じて変形されて第2の基板上に露光される。
そのため、第1の基板と第2の基板との間で重ね合わせ
精度が良好なものとなる。
According to the present invention, the position of the alignment mark on the first substrate (on which the color filter pattern is formed) is measured and stored in advance, and the second substrate (circuit Pattern is exposed) is supplied onto the stage, the preferable exposure position and inclination in the three-dimensional space of the second substrate are calculated based on the measurement result stored in advance, and the calculated result is obtained. Since the exposure position and the inclination of the second substrate are adjusted based on
Even if the color filter pattern on the first substrate is deformed from the correct absolute size, the circuit pattern is deformed accordingly and exposed on the second substrate.
Therefore, the overlay accuracy is good between the first substrate and the second substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例に係るアライメント方法を
実行する拡大投影型露光装置の構成を示す外観斜視図で
ある。
FIG. 1 is an external perspective view showing the configuration of a magnified projection type exposure apparatus that executes an alignment method according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の拡大投影型露光装置の電気的構成を示す
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the enlarged projection type exposure apparatus of FIG.

【図3】ガラス基板上に複数パネル分の回路パターンを
露光する場合において、ガラス基板上の各露光位置を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing each exposure position on the glass substrate when the circuit patterns for a plurality of panels are exposed on the glass substrate.

【図4】図1の拡大投影型露光装置において、各アライ
メントスコープ間の絶対距離を較正する際の動作を示す
フローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation when calibrating the absolute distance between each alignment scope in the magnified projection type exposure apparatus of FIG.

【図5】図1の拡大投影型露光装置において、投影レン
ズと各アライメントスコープとの配置関係を示す図であ
る。
5 is a diagram showing a positional relationship between a projection lens and each alignment scope in the magnified projection type exposure apparatus of FIG.

【図6】図1の拡大投影型露光装置において、カラーフ
ィルタ基板上でのアライメントマーク形成位置の測定動
作を示すフローチャートである。
6 is a flowchart showing an operation of measuring an alignment mark formation position on a color filter substrate in the magnified projection type exposure apparatus of FIG.

【図7】図1の拡大投影型露光装置において、第1層目
の回路パターンを露光する際の動作を示すフローチャー
トである。
7 is a flowchart showing an operation when exposing a circuit pattern of a first layer in the magnified projection type exposure apparatus of FIG.

【図8】ガラス基板上に形成された回路パターンおよび
アライメントマークの一例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a circuit pattern and an alignment mark formed on a glass substrate.

【図9】図1の拡大投影型露光装置において、第2層目
以降の回路パターンを露光する際の動作を示すフローチ
ャートである。
9 is a flowchart showing an operation when exposing a circuit pattern of a second layer and subsequent layers in the magnified projection type exposure apparatus of FIG. 1. FIG.

【図10】カラー液晶表示パネルの積層構造の一例を示
す分解斜視図である。
FIG. 10 is an exploded perspective view showing an example of a laminated structure of a color liquid crystal display panel.

【図11】従来の露光装置で採用されているテレセント
リック光学系の構成を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a telecentric optical system used in a conventional exposure apparatus.

【図12】従来の露光装置で実行されている回路パター
ンの分割露光を説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining divisional exposure of a circuit pattern which is executed by a conventional exposure apparatus.

【図13】非テレセントリック光学系の構成を示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a non-telecentric optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…レチクル 102…投影レンズ 103…ガラス基板 110〜112…レーザ干渉計 113…基準マーク 114〜117…アライメントスコープ 119〜122…レーザ変位計 130…ワークステーション 131…CPU 132…メモリ 133…操作器 134…ディスプレイ装置 141…照明制御部 142…各軸制御部 101 ... Reticle 102 ... Projection lens 103 ... Glass substrate 110-112 ... Laser interferometer 113 ... Reference mark 114-117 ... Alignment scope 119-122 ... Laser displacement meter 130 ... Workstation 131 ... CPU 132 ... Memory 133 ... Manipulator 134 Display unit 141 Lighting control unit 142 Each axis control unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カラー液晶表示パネルの製造のために用
いられる拡大投影型露光装置において、基板上に投影さ
れる像の露光位置をアライメントするための方法であっ
て、 前記拡大投影型露光装置は、 その上面に基板が載置されるステージと、 レチクルを透過した光パターンを前記ステージ上の基板
に拡大投影し、少なくとも当該基板との間の主光線がそ
の光軸に対して傾いている非テレセントリックな投影レ
ンズと、 前記ステージを前記投影レンズの光軸と直交するXY平
面内で駆動する第1の駆動手段と、 前記ステージを、少なくとも3カ所において、前記投影
レンズの光軸と平行なZ軸方向に独立的に駆動する第2
の駆動手段と、 前記基板上に形成されたまたは投影されたアライメント
マークまたはその像を観察する複数のアライメントスコ
ープと、 前記ステージの前記XY平面内での位置を検出するXY
位置検出手段と、 前記Z軸方向に沿った前記基板の上面位置を、複数の箇
所において検出する上面位置検出手段とを備えており、 その上面にカラーフィルタパターンおよび複数のアライ
メントマークが形成された第1の基板を、前記ステージ
上に供給する第1のステップと、 前記第1および第2の駆動手段によって前記ステージを
移動させることにより、前記第1の基板を3次元空間内
の予め定める所定の位置に固定する第2のステップと、 前記第1の基板上の各アライメントマークを前記各アラ
イメントスコープで観察し、それらのXY平面内での位
置を前記XY位置検出手段を用いて測定する第3のステ
ップと、 前記第3のステップの測定結果をメモリに記憶保持する
第4のステップと、 前記ステージ上の第1の基板を、回路パターンが露光さ
れるべき第2の基板と差し替える第5のステップと、 前記メモリに記憶保持された測定結果に基づいて、3次
元空間内での前記第2の基板の好ましい露光位置および
傾きを演算する第6のステップと、 前記第6のステップの演算結果に基づいて、前記第1お
よび第2の駆動手段を制御することにより、前記第2の
基板の露光位置および傾きを調整する第7のステップと
を備える、投影像のアライメント方法。
1. A magnifying projection type exposure apparatus used for manufacturing a color liquid crystal display panel, which is a method for aligning an exposure position of an image projected on a substrate, wherein the magnifying projection type exposure apparatus comprises: , A stage on which the substrate is placed and a light pattern transmitted through the reticle are magnified and projected onto the substrate on the stage, and at least the principal ray between the substrate and the stage is inclined with respect to the optical axis. A telecentric projection lens; a first driving means for driving the stage in an XY plane orthogonal to the optical axis of the projection lens; and a Z stage parallel to the optical axis of the projection lens at least at three locations. Second driven independently in the axial direction
Driving means, a plurality of alignment scopes for observing the alignment marks formed or projected on the substrate or images thereof, and XY for detecting the position of the stage in the XY plane.
The position detecting means and the upper surface position detecting means for detecting the upper surface position of the substrate along the Z-axis direction at a plurality of positions are provided, and a color filter pattern and a plurality of alignment marks are formed on the upper surface. A first step of supplying a first substrate onto the stage; and a step of moving the stage by the first and second driving means so that the first substrate is predetermined in a three-dimensional space. A second step of fixing the alignment marks on the first substrate, observing the alignment marks on the first substrate with the alignment scopes, and measuring their positions in the XY plane using the XY position detecting means. 3, a fourth step of storing and holding the measurement result of the third step in a memory, a first substrate on the stage, a circuit pattern Is replaced with a second substrate to be exposed, and a preferable exposure position and inclination of the second substrate in the three-dimensional space are calculated based on the measurement result stored and held in the memory. A sixth step, and a seventh step of adjusting the exposure position and the inclination of the second substrate by controlling the first and second driving means based on the calculation result of the sixth step. A method for aligning a projected image, comprising:
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