JP5360571B2 - 位置検査方法及び装置、露光方法及び装置、並びにインライン検査システム - Google Patents
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Description
最近では、ガラスプレートに替わり、ロール状に巻き取られる長いシート基板が使用されることがある。このような長いシート基板用の従来の露光装置で、シート基板の2層目以降に重ね合わせて露光する場合、予めマスクのアライメントマークの像の位置を露光テーブル側で計測していた。そして、この計測結果に基づいて、マスクのパターンの像とシート基板の一つのパターン形成領域との位置合わせを行って、マスク及び投影光学系を介して当該パターン形成領域を一括露光(静止露光)していた。その後、露光テーブルでそのシート基板を吸着して移動する動作と、シート基板の次のパターン形成領域に対する上記の一括露光動作とを繰り返して、そのシート基板を供給ローラから巻き取りローラ側に間欠的に移動していた(例えば、特許文献1参照)。
本発明の態様は、このような事情に鑑み、露光光によって基板にパターンを形成する場合に、露光工程中にそのパターンの位置を高精度に検出できるようにすることを目的とする。
また、本発明の第3の態様によれば、本発明の第2の態様又はその別の態様による露光方法を用いて、基板にパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその基板をそのパターンに基づいて加工することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
また、本発明の第4の態様によれば、紫外線の露光光の照射によって基板に形成されるパターンの位置情報を求める位置検査装置であって、その基板の所定領域にその露光光によって親水性が変化する樹脂層を形成する樹脂層形成装置と、その樹脂層にその露光光の照射によってそのパターンのうちの少なくとも部分パターンが形成された後、その基板のその所定領域以外の領域に実質的に影響を与えることなく、その露光光の照射によって親水性が変化した部分パターンをインク材料で着色して顕在化させる着色部を含むその部分パターンの顕在化装置と、該顕在化されたその部分パターンを検出して、該部分パターンの位置情報を計測するパターン計測装置と、を備える位置検査装置が提供される。
また、本発明の第6の態様によれば、本発明の第5の態様による露光装置を用いて、基板にパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその基板をそのパターンに基づいて加工することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
以下、本発明の第1の実施形態につき図1〜図7を参照して説明する。
図1は、本実施形態のインライン露光検査システム10の機構部の概略構成を示す斜視図、図2は、インライン露光検査システム10の制御系を示すブロック図である。インライン露光検査システム10は、ロール状に巻いて保管可能な長いシート状の基板であるシート基板Pを移動させながら、シート基板Pの表面に順次フォトレジストの塗布、マスクのパターンの像の露光、及び露光したパターンの像位置の検査を行うものである。シート基板Pには、それぞれ表示素子(例えば液晶表示パネル)を製造するための多数のパターンが長手方向に沿って形成される。
また、インライン露光検査システム10は、供給ローラ14に近い位置でシート基板Pの表面にフォトレジスト(感光剤)を塗布するレジストコータ18と、シート基板Pのフォトレジストが塗布された領域にマスクパターンの像を露光するとともに、その像の位置を検出する機能を備えた露光装置EXと、システム全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御装置50(図2参照)とを備えている。ロータリーエンコーダ13AR,13BRの検出信号から図2のプレート位置演算系54によってシート基板PのX方向の位置情報が求められ、この位置情報は主制御装置50に供給される。この位置情報等に基づいて、主制御装置50は基板制御系55を介して駆動モータ15B及び17Bの動作を制御する。この場合、駆動モータ17Bによってシート基板Pの移動速度が規定され、駆動モータ15Bはシート基板Pが緩まないようにシート基板Pを送り出す。
図5(B)に示すように、マーク検出装置26は、例えば可視域の検出光DLを発生する光源部27Aと、検出光DLをほぼ平行光束にするレンズ27B,27Cを含むコリメータ系と、検出光DLの一部を透過させるビームスプリッタ27Dと、ビームスプリッタ27Dを透過した検出光DLをシート基板Pの表面の2つの被検マークに照射する対物レンズ27Eとを有する。シート基板Pの表面で反射した検出光DLは、対物レンズ27Eを介してビームスプリッタ27Dに戻る。さらに、マーク検出装置26は、ビームスプリッタ27Dで反射された検出光DLを反射するミラー27Fと、反射された検出光DLを集光して2つの被検マークの像を形成する結像レンズ27Gと、その像を検出するCCD又はCMOS型の2次元の撮像素子27Hとを有する。撮像素子27Hの検出信号から図2の位置ずれ演算系58によって2つの被検マークの像の位置ずれ量が求められ、その位置ずれ量は主制御装置50に供給される。
まず、図6のステップ101において、図1のマスクステージMST上にマスクMがロードされ、マスクアライメント系34A,34Bを介してマスクMの位置情報の計測が行われ、計測結果が主制御装置50から露光制御系51に供給される。この計測結果に応じて、例えばマスクMのθz方向の回転角の補正等(アライメント)が行われる。次のステップ102において、上記のように基板アライメント系36A,36Bのベースラインがアライメント演算系56に設定される。この段階では、主制御装置50は記憶装置57に記憶されるベースラインのオフセットを0にする。次のステップ103において、1ロールのシート基板Pを供給ローラ14に取り付け、シート基板Pの先端部をガイドローラ13A,13Bを介して巻き取りローラ16に架け渡し、巻き取りローラ16によってシート基板Pの+X方向への卷き取りを開始する。
次のステップ109において、巻き取りローラ16によってシート基板Pの基板マーク42Aを吸引装置24のノズル25A,25Bの下方に移動する。その後、図4(B)に拡大して示すように、基板マーク42A内の紫外線硬化樹脂46に送風ノズル25AX,25BYから気体を噴き出し、吸引ノズル25BX,25BYで吸引することによって、像38AP以外の硬化されていない部分の紫外線硬化樹脂46を吸引装置24で吸引して除去する。これによって、図4(C)に示すように、基板マーク42A内に像38APに対応する部分が十字型の凸の硬化マーク46Aとして顕在化される。
図7(A)は、図4(C)のシート基板Pの基板マーク42A及び硬化マーク46Aと、レジスト塗布領域41Bに形成されたマスクマークの像38BPとを示す拡大図である。また、図7(A)のBB線に沿う断面図である図7(B)において、基板マーク42Aはシート基板Pの第1層に形成され、基板マーク42Aは第2層の薄膜47Aで覆われ、薄膜47Aの表面のフォトレジストPRの層に像38BPが形成されている。この後、フォトレジストの現像及びパターン形成工程を経ることによって、図7(C)に示すように、基板マーク42Aに隣接して基板マーク42Bが形成される。図7(C)のDD線に沿う断面図である図7(D)に示すように、基板マーク42Bは第2層の薄膜47Aに形成され、基板マーク42Bは第3層の薄膜47Bで覆われている。なお、第2層のフォトレジストの現像工程で、基板マーク42A内の硬化マーク46Aは除去されているが、基板マーク42Aは第2層及び第3層の薄膜47A,47Bで覆われているため、位置検出精度は低下する恐れがある。
本実施形態の効果等は以下の通りである。
(1)本実施形態の像位置検査装置21は、露光光ILの照射によってシート基板Pに形成されるマスクMのパターン像の位置情報を求める位置検査装置であって、シート基板Pの基板マーク42A内(所定領域)に露光光ILによって硬化する紫外線硬化樹脂46の層を形成する樹脂層形成装置22と、その樹脂46の層に露光光ILの照射によってそのパターン像の内のマスクマーク38Aの像38AP(部分パターン)が形成された後、シート基板Pの基板マーク42A以外の領域に実質的に影響を与えることなく、紫外線硬化樹脂46の層に形成された像38APを硬化マーク46Aとして顕在化させる吸引装置24(顕在化装置)と、基板マーク42Aと硬化マーク46Aとの位置ずれ量を計測するマーク検出装置26(パターン計測装置)と、を備えている。
また、本実施形態の露光装置EX(露光本体部20及び像位置検査装置21)を用いる露光及び検査動作は、シート基板Pに露光光ILを照射してシート基板Pに形成されるマスクMのパターン像の位置情報を求める位置検査方法であって、シート基板Pの基板マーク42A内に紫外線硬化樹脂46の層を形成するステップ107と、紫外線硬化樹脂46の層に露光光ILを照射してそのパターン像のうちのマスクマーク38Aの像38APを形成するステップ108と、基板マーク42A以外の領域に実質的に影響を与えることなく、紫外線硬化樹脂46に形成された像38APを顕在化させて硬化マーク46Aとするステップ109と、基板マーク42Aと像38APとの位置ずれ量を計測するステップ110とを含んでいる。
(2)また、本実施形態では、像38APを顕在化させるために、紫外線硬化樹脂46を用いて、露光されなかった部分(未硬化の部分)の樹脂を除去している。紫外線硬化樹脂は取り扱いが容易であるため、容易に像38APを顕在化できる。
なお、シート基板Pの基板マーク42Aを基準とするのではなく、例えばマーク検出装置26の指標マーク等を基準として顕在化された像38AP(硬化マーク46A)の位置を計測してもよい。
なお、像38APは基板マーク42Aに対してX方向又はY方向に横ずれした近傍の位置に形成してもよい。
また、露光装置EXの露光方法は、シート基板Pに露光光ILを照射して、パターン形成領域40B等及びこれに近接したマーク形成領域に形成されているパターン(第1のパターン)と、マスクMのパターン像(第2のパターン)を含む複数のパターンをシート基板Pに順次重ね合わせて形成する露光方法において、シート基板Pのパターン形成領域40Bに接するマーク形成領域に、第1のパターンの一部である基板マーク42Aを形成するステップと、シート基板Pの基板マーク42A内にマスクMのマスクマーク38Aの像38AP(第2のパターン)を形成するステップ108と、本実施形態のステップ107〜110までの露光及び検査動作とを用いて、基板マーク42Aに対する像38AP(硬化マーク46A)の位置情報を計測している。
(7)また、本実施形態のインライン露光検査システム10は、像位置検査装置21とシート基板Pを+X方向に移動する供給ローラ14及び巻き取りローラ16と、シート基板Pの基板マーク42A以外のパターン形成領域40A,40B等及びマーク形成領域に露光光ILで感光するフォトレジスト(感光層)を形成するレジストコータ18(感光層形成装置)と、シート基板Pに露光光ILを照射してマスクMのパターンの像を形成する投影光学系PLと、マーク検出装置26によって計測される基板マーク42Aに対する像38AP(硬化マーク46A)の位置情報に応じた処理を行う主制御装置50とを備えている。
[第2の実施形態]
次に、図8〜図10を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。以下、図8、図9(A)、図9(C)、及び図10(A)において、図1、図3(D)、図4(A)、及び図4(B)に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
なお、上記の各実施形態では、以下のような変形が可能である。
(1)上記の各実施形態では、マーク検出装置26の計測結果を用いて基板アライメント系36A,36Bのベースラインのオフセットを補正している。しかしながら、ベースラインのオフセットを補正することなく、例えばマーク検出装置26の計測結果から重ね合わせ誤差が許容範囲を超えた場合に、アラームを発生し、シート基板Pの移動を停止して露光工程を中断してもよい。この場合には、例えばベースラインを再計測した後、その露光工程を中断した位置からシート基板Pの露光を再開することによって、デバイスの歩留まりの低下を防止できる。
(3)上記の実施形態では、シート基板Pを+X方向に間欠的又は連続的に移動しているが、必要に応じて、シート基板Pを−X方向に巻き戻す動作が含まれていてもよい。
(6)露光本体部20としては、走査露光型の露光本体部の外に、一括露光型の露光本体部、又は電子線描画方式若しくはレーザビーム描画方式の描画装置等を使用することも可能である。
(8)インライン露光検査システム10,10Aにおいて、レジストコータ18を省略し、インライン露光検査システム10,10AではマスクMのパターンの像の露光、及びその像位置の検査のみを行うようにしてもよい。
また、上記の実施形態の露光装置EX,EXA若しくは露光方法(又はインライン露光検査システム10,10A)を用いて、シート基板P上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての多数の液晶表示パネル(液晶表示素子)を得ることもできる。以下、図11のフローチャートを参照して、この製造方法の一例につき説明する。
上述の液晶表示パネルの製造方法によれば、上記の実施形態の露光方法又は露光装置を用いて感光基板(シート基板P)にマスクのパターンの像(潜像パターン)を形成する工程(ステップS401の一部)と、この工程によりその潜像パターンが形成された感光基板をその潜像パターンに基づいて加工(現像、エッチング等)する工程(ステップS401の他の部分)とを含んでいる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
Claims (19)
- 基板に紫外光を照射して該基板に形成されるパターンの位置情報を求める位置検査方法であって、
前記基板の所定領域に前記紫外光によって親水性が変化する樹脂層を形成することと、
前記樹脂層に前記紫外光を照射して前記パターンのうちの部分パターンを形成することと、
前記基板の前記所定領域以外の領域に実質的に影響を与えることなく、前記紫外光の照射によって親水性が変化した前記部分パターンをインク材料で着色して顕在化させることと、
該着色によって顕在化された前記部分パターンを検出して、該部分パターンの位置情報を計測することと、
を含むことを特徴とする位置検査方法。 - 前記親水性が変化する樹脂は、ポリイミド樹脂であり、
前記樹脂層を形成することは、前記所定領域に前記ポリイミド樹脂を塗布することと、前記所定領域に塗布された前記ポリイミド樹脂を加熱することとを含むことを特徴とする請求項1に記載の位置検査方法。 - 前記インク材料は水銀ナノ粒子を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の位置検査方法。
- 前記部分パターンの位置情報を計測することは、前記所定領域内で前記着色により顕在化された前記部分パターンと前記基板に形成された下地マークとの位置ずれ量を計測することを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の位置検査方法。
- 前記所定領域は、前記下地マークに隣接する領域であることを特徴とする請求項4に記載の位置検査方法。
- 前記基板は、シート状に形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の位置検査方法。
- 基板に紫外光を照射して、第1及び第2パターンを含む複数のパターンを前記基板に順次重ね合わせて形成する露光方法において、
前記基板の第1領域に前記第1パターンの第1部分パターンを形成することと、
前記基板の前記第1領域に対応する第2領域に前記第2パターンの第2部分パターンを形成することと、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の位置検査方法を用いて、前記着色によって顕在化された前記第1部分パターンと、前記着色によって顕在化された前記第2部分パターンとを検出し、前記第1部分パターンに対する前記第2部分パターンの位置情報を計測することと、
を含むことを特徴とする露光方法。 - 前記第1部分パターンに対する前記第2部分パターンの位置情報に基づいて、前記基板に対するパターンの形成位置を補正することを含むことを特徴とする請求項7に記載の露光方法。
- 基板上に予め形成されている基板マークの位置検出の結果に基づいて、該基板マークから離間して前記基板上に設定される表示素子用のパターン形成領域に紫外光を位置合せして照射する露光方法であって、
前記基板上の前記パターン形成領域に前記紫外光を照射する前に、前記基板マークに近接すると共に前記パターン形成領域から離間した前記基板上の所定領域に、前記紫外光によって親水性が変化する樹脂層を形成することと、
前記基板上の前記パターン形成領域への前記紫外光の照射の際に、前記樹脂層に前記紫外光を照射して前記基板マークと位置合せされるべきマークパターンを形成することと、
前記基板上の前記所定領域以外の領域に実質的に影響を与えることなく、前記紫外光の照射によって親水性が変化した前記マークパターンをインク材料で着色して顕在化させることと、
前記顕在化されたマークパターンと前記基板マークとの相対位置関係を計測して、前記基板上の前記パターン形成領域と前記紫外線との位置合せ誤差を記憶すること、
該記憶された位置合せ誤差に基づいて、前記基板上の他のパターン形成領域に前記紫外光を照射する際、前記基板と前記紫外光との相対位置を補正することと、
を含むことを特徴とする露光方法。 - 請求項7〜9のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、前記基板にパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を前記パターンに基づいて加工することと、
を含むデバイス製造方法。 - 紫外線の露光光の照射によって基板に形成されるパターンの位置情報を求める位置検査装置であって、
前記基板の所定領域に、前記露光光の照射によって親水性が変化する樹脂層を形成する樹脂層形成装置と、
前記樹脂層に前記露光光の照射によって前記パターンのうちの少なくとも部分パターンが形成された後、前記基板の前記所定領域以外の領域に実質的に影響を与えることなく、前記露光光の照射によって親水性が変化した前記部分パターンをインク材料で着色して顕在化させる着色部を含む前記部分パターンの顕在化装置と、
該顕在化された前記部分パターンを検出して、該部分パターンの位置情報を計測するパターン計測装置と、
を備えることを特徴とする位置検査装置。 - 前記親水性が変化する樹脂層は、ポリイミド樹脂であり、
前記樹脂層形成装置は、前記所定領域に前記ポリイミド樹脂を塗布する塗布部と、前記所定領域に塗布された前記ポリイミド樹脂を加熱する加熱部とを含むことを特徴とする請求項11に記載の位置検査装置。 - 前記パターン計測装置は、前記着色によって前記所定領域内で顕在化された前記部分パターンと、前記基板に形成された下地マークとの位置ずれ量を計測することを特徴とする請求項11又は12に記載の位置検査装置。
- 前記基板は、シート状に形成されていることを特徴とする請求項11〜13のいずれか一項に記載の位置検査装置。
- 基板に紫外線の露光光を照射して、該基板にパターンを形成する露光装置であって、
請求項11〜14のいずれか一項に記載の位置検査装置と、
前記基板の前記所定領域を含む領域に前記露光光を照射して前記パターンを形成する露光光学系と、
を備えることを特徴とする露光装置。 - 前記基板の位置情報を計測する基板計測装置と、
前記位置検査装置の計測結果に基づいて前記基板計測装置の計測結果を補正する制御装置と、を備えることを特徴とする請求項15に記載の露光装置。 - 請求項15又は16に記載の露光装置を用いて、基板にパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を前記パターンに基づいて加工することと、
を含むデバイス製造方法。 - 請求項11〜14のいずれか一項に記載の位置検査装置と、
前記基板を所定方向に移動する搬送機構と、
前記基板の前記所定領域以外の領域に前記露光光で感光する感光層を形成する感光層形成装置と、
前記基板の前記所定領域を含む領域に前記露光光を照射して前記パターンを形成する露光光学系と、
前記位置検査装置によって計測される前記位置情報に応じた処理を行う制御装置と、
を備えることを特徴とするインライン検査システム。 - 前記基板の移動位置に関する情報を計測する基板計測装置を備え、
前記制御装置は、前記位置検査装置によって計測される前記位置情報に基づいて、前記基板計測装置の計測結果を補正することを特徴とする請求項18に記載のインライン検査システム。
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JP4694101B2 (ja) | 露光方法及びパターン形成装置 |
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