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JP2005284046A - Method for detecting pattern displacement and exposure device - Google Patents

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JP2005284046A
JP2005284046A JP2004099162A JP2004099162A JP2005284046A JP 2005284046 A JP2005284046 A JP 2005284046A JP 2004099162 A JP2004099162 A JP 2004099162A JP 2004099162 A JP2004099162 A JP 2004099162A JP 2005284046 A JP2005284046 A JP 2005284046A
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JP
Japan
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substrate
pattern
spatial light
image
feature point
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Application number
JP2004099162A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Sekido
孝之 赤道
Shoichiro Yoshino
彰一郎 吉野
Akira Nakada
明良 中田
Tatsuro Morimoto
達郎 森本
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Kumamoto Technology and Industry Foundation
Kumamoto University NUC
Original Assignee
Kumamoto Technology and Industry Foundation
Kumamoto University NUC
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for detecting pattern displacement by which the displacement between a transfer pattern and a substrate pattern at an arbitrary position corresponding to irregular elongation and contraction caused in the substrate can be detected without being affected by limitation of an exposure device in an alignment mechanism, and to provide the exposure device. <P>SOLUTION: A pattern for checking a photographing position displayed on a spatial light modulation element 1 is photographed by an photographing means, and an observable range 2 on the image of the spatial light modulation element is detected from the acquired image data. The moving distance of the substrate to be exposed is determined from the detection result of the observable range 2 and from design feature point data on a designed transfer image, the substrate 4 is moved by the determined moving distance and photographed by the photographing means. Detection of the displacement is carried out by comparing the substrate feature point data acquired by photographing the substrate 4 with the design feature point data obtained by moving the image into the observable range 2 on the spatial light modulating element 1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、パターンずれ量検出方法及び露光装置に関するものであり、例えば、半導体集積回路製造工程或いはその他基板製造工程において液晶等の空間光変調素子により転写データを露光する際の下層パターンと上層パターンの任意の点のずれ量を検出するための構成に特徴のあるパターンずれ量検出方法及び露光装置に関するものである。   The present invention relates to a pattern shift amount detection method and an exposure apparatus. For example, a lower layer pattern and an upper layer pattern when exposing transfer data with a spatial light modulator such as liquid crystal in a semiconductor integrated circuit manufacturing process or other substrate manufacturing process. The present invention relates to a pattern deviation amount detection method and an exposure apparatus characterized by a configuration for detecting the deviation amount of an arbitrary point.

近年、パソコンなどのコンピュータ関連機器、AV機器をはじめとする民生機器、携帯電話、PDAの通信機器などニーズが多種多様化し、重要度はますます高まっている。   In recent years, the need for computer-related devices such as personal computers, consumer devices such as AV devices, mobile phones, and PDA communication devices has been diversified, and the importance has been increasing.

また、半導体製造分野及びプリント配線基板製造分野においては多種多様化と共に短ライフサイクルの傾向が強くなり、ビジネスを成功させるためには、電子回路パターンの微細化のみならず、製品ニーズにフレキシブルに対応した多種多様化、短ライフサイクル化への対応が求められるようになってきている。   Also, in the semiconductor manufacturing field and printed wiring board manufacturing field, the trend toward short lifecycles has become stronger along with diversification, and in order to succeed in business, not only miniaturization of electronic circuit patterns but also flexible response to product needs There is a growing need to respond to the diversification and shortening of the life cycle.

特に、プリント配線基板製造分野においては、パターンの微細化はもちろんのこと、それに加え多種多様の製品ニーズに対応するために、システムオンチップ(SOC:System On Chip)に対する開発期間の短さと機能変更に対する柔軟性に利点を見出し、システムインパッケージ(SIP:System In Package)技術を利用したシステムを開発する方向に進んでいる。   In particular, in the field of printed wiring board manufacturing, not only miniaturization of patterns, but also the short development time and function changes for system on chip (SOC) to meet a wide variety of product needs. As a result, a system using a system in package (SIP) technology is being developed.

最近では、携帯電話、小型HDDなどに代表される小型IT関連機器にフレキシブルプリント配線板(FPC:Flexible Printed Circuit)の採用が拡大しており、フレキシブルプリント配線板がこれらの機器の小型化、軽量化、高機能化に寄与している。   Recently, the use of flexible printed circuit boards (FPCs) has been increasing in small IT-related devices such as mobile phones and small HDDs, and these devices have become smaller and lighter. This contributes to higher performance and functionality.

さらに、今後、プリント配線基板及びフレキシブルプリント配線板だけではなく、ガラス、金属片、セラミックス、有機材料、布等の様々な基板に電子回路パターンを形成することの必要性が増してくることが予測される。   Furthermore, it is predicted that the need to form electronic circuit patterns on various substrates such as glass, metal pieces, ceramics, organic materials, cloth, etc. will increase in the future in addition to printed circuit boards and flexible printed circuit boards. Is done.

しかしながら、そのような各種の基板に電子回路パターンを形成し、微細化及び高密度実装を実施する場合には、シリコンウェハを対象としたマスクを用いた半導体露光技術をそのまま適用させることは困難であると考えられる。   However, when electronic circuit patterns are formed on such various substrates and miniaturization and high-density mounting are performed, it is difficult to directly apply a semiconductor exposure technique using a mask intended for a silicon wafer. It is believed that there is.

例えば、プリント配線基板材料はプロセスによってパターン伸縮が発生し、伸縮量は250〜500ppm程度になり、この伸縮量はロット毎にばらつくだけでなく、同一ロット内でも200ppm程度にまで及ぶ場合がある。   For example, pattern expansion and contraction occurs in the printed wiring board material depending on the process, and the expansion / contraction amount is about 250 to 500 ppm. This expansion / contraction amount varies not only from lot to lot, but may also reach about 200 ppm even within the same lot.

また、プロセスだけではなく基板のデザイン等に依存し、同一基板内でも場所により伸縮量はばらついており、そのため、基板上に既に形成してある基板パターンと次に転写するパターンの正確な重ね合わせが困難となる。   In addition, depending on the design of the substrate as well as the process, the amount of expansion and contraction varies depending on the location within the same substrate, so the substrate pattern already formed on the substrate and the pattern to be transferred next are accurately overlaid. It becomes difficult.

このような、基板の荒れ、温度、湿度、プロセス履歴などによる基板の伸縮等に対する対応策としては現在2つの方式が適用されおり、第1の方式はマスク補正方式と呼ばれ、基板伸縮量をマスクデータにフィードバックさせ、基板伸縮量も含めた補正マスクを作る方式であり、第2の方式はレンズの投影倍率を変えることにより転写パターンをスケーリングさせリアルタイムに補正する方式である(例えば、非特許文献1,2参照)。   As a countermeasure against such substrate roughness, temperature, humidity, process history, etc., two methods are currently applied. The first method is called a mask correction method, and the amount of substrate expansion / contraction is reduced. This is a method of making a correction mask including the amount of expansion / contraction of the substrate by feeding back to the mask data, and the second method is a method of correcting the transfer pattern in real time by changing the projection magnification of the lens (for example, non-patent). References 1 and 2).

しかし、第1の方式では、実際の基板の伸縮量は基板毎にばらついており、高精度な重ね合わせをすることは不可能であるという問題がある。
また、第2の方式では、補正可能倍率を超えた場合には重ね合わせすることができず、また、ショット内であらゆる方向に不規則な伸縮に対しては対応不可能であるという問題がある。
However, the first method has a problem that the actual expansion / contraction amount of the substrate varies from one substrate to another, and it is impossible to superimpose with high accuracy.
Further, the second method cannot be overlaid when the correctable magnification is exceeded and cannot cope with irregular expansion and contraction in any direction within a shot. .

また、液晶を用いたレティクルレス露光方式においても、アライメント機構によりアライメントマークを測定し、測定結果に基づいて歪み量を算出し、歪み量によって設計データを補正することも提案(例えば、特許文献1参照)されているが、基板内での不規則な歪み変形に対応することはできない。   Also in the reticleless exposure method using liquid crystal, it is also proposed to measure an alignment mark by an alignment mechanism, calculate a distortion amount based on the measurement result, and correct design data based on the distortion amount (for example, Patent Document 1). However, it cannot cope with irregular strain deformation in the substrate.

この様な問題を解決するためには、同一基板内で不規則に伸縮した基板で高精度のアライメントを実施するためには、任意の位置において転写パターンと基板パターンのずれ量を検出する必要がある。   In order to solve such problems, it is necessary to detect the amount of deviation between the transfer pattern and the substrate pattern at an arbitrary position in order to perform high-precision alignment on the substrate that is irregularly expanded and contracted within the same substrate. is there.

そこで、基板を格子状のメッシュに分割し、各格子点での歪みによる位置ずれ量を測定し、測定した位置ずれ量に基づいて転写パターンを補正するマスクの製造方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開平11−045851号公報 特開平09−015834号公報 ウシオ電機ホームページ,http://www.ushio.co.jp/ アドデッテクエンジアリングホームページ,http://www.adtec.com.indexj.htm
Therefore, a mask manufacturing method has also been proposed in which the substrate is divided into a grid-like mesh, the amount of displacement due to distortion at each lattice point is measured, and the transfer pattern is corrected based on the measured amount of displacement (for example, , See Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-045851 Japanese Patent Laid-Open No. 09-015834 USHIO ELECTRIC homepage, http: // www. usio. co. jp / Ad dating quenching homepage, http: // www. adtec. com. indexj. htm

しかし、格子状のメッシュに分割する方法では、FPC基板のように同一基板内での伸縮の不均一性が大きい場合には、十分細かいメッシュを設定しないとパターン位置合わせ欠陥が発生するが、メッシュを細かくすると測定及び演算のための時間が大幅に増加し、スループットが大幅に低下するという問題がある。   However, in the method of dividing into a grid-like mesh, if the non-uniformity of expansion and contraction within the same substrate is large like an FPC substrate, a pattern alignment defect will occur unless a sufficiently fine mesh is set. However, there is a problem that the time for measurement and calculation is greatly increased and the throughput is greatly reduced.

そこで、本発明者等は液晶等の空間光変調素子を用いたレティクルレス露光方法において、転写パターンと基板パターンとのパターンにおけるコンタクトホール等の特徴点によりパターンを三角形メッシュに分割して、基板の不均一な伸縮変形に応じて各三角形毎に転写パターンを変形することを提案している(特願2002−351000号参照)。   Accordingly, the present inventors divided the pattern into triangular meshes by the feature points such as contact holes in the pattern of the transfer pattern and the substrate pattern in the reticleless exposure method using a spatial light modulation element such as liquid crystal, and It has been proposed to deform the transfer pattern for each triangle according to non-uniform stretching deformation (see Japanese Patent Application No. 2002-351000).

しかし、電子ビーム及びレーザー直接描画露光装置を除く通常のフォトマスクを用いた露光装置或いはレティクルレス露光装置においては、アライメントマークはある決められた領域に配置するように露光装置側からの要求として制限がかかっているため、通常の露光装置においては任意の位置において転写パターンと基板パターンのずれ量を検出することが困難であるという問題があり、このような事情は上述の格子状メッシュ分割の場合も同様である。   However, in an exposure apparatus using an ordinary photomask other than an electron beam and a laser direct drawing exposure apparatus or a reticleless exposure apparatus, the alignment mark is limited as a requirement from the exposure apparatus side to be arranged in a predetermined area. Therefore, in a normal exposure apparatus, there is a problem that it is difficult to detect the shift amount between the transfer pattern and the substrate pattern at an arbitrary position. Is the same.

したがって、本発明は、アライメント機構における露光装置の制限を受けずに基板に発生した不規則な伸縮に対応した任意の位置の基板パターンと転写パターンとのずれ量を検出することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to detect a shift amount between a substrate pattern and a transfer pattern at an arbitrary position corresponding to irregular expansion / contraction generated on a substrate without being restricted by an exposure apparatus in an alignment mechanism.

図1は本発明の原理的構成図であり、ここで図1を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図1参照
(1)上記の目的を達成するために、本発明はパターンずれ量検出方法において、フォトマスクとなる空間光変調素子1に表示された撮影位置確認用パターンを撮影手段により撮影し、取得した画像データから空間光変調素子画像上の観察可能範囲2の検出を行い、観察可能範囲2の検出結果と設計転写画像上の設計特徴点データから被露光基板移動量を決定し、被露光基板4を決定した移動量を移動させたのち撮影手段により撮影し、被露光基板4の撮影により取得した被露光基板4上の対応する基板特徴点データと観察可能範囲2に空間光変調素子上で画像を移動させた設計特徴点データとの比較からずれ量検出処理を行うことを特徴とする。
FIG. 1 is a diagram illustrating the basic configuration of the present invention. Means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
Refer to FIG. 1. (1) In order to achieve the above object, in the pattern displacement amount detection method, the present invention photographs a photographing position confirmation pattern displayed on the spatial light modulation element 1 serving as a photomask by photographing means, The observable range 2 on the spatial light modulation element image is detected from the acquired image data, the movement amount of the exposed substrate is determined from the detection result of the observable range 2 and the design feature point data on the design transfer image, and the exposure is performed. After the determined amount of movement of the substrate 4 is moved, the image is taken by the photographing means, and the corresponding substrate feature point data on the exposed substrate 4 acquired by photographing the exposed substrate 4 and the observable range 2 are displayed on the spatial light modulator. The shift amount detection processing is performed based on the comparison with the design feature point data to which the image is moved.

この様に、空間光変調素子1に表示されている転写パターンの設計特徴点3の位置を観察可能範囲2に表示させることで、従来の露光装置においては撮影が不可能であったコンタクトホール等の転写パターンの設計特徴点3を撮影することが可能となり、それによって、被露光基板4を移動させるだけで被露光基板4上の任意の位置に配置された基板特徴点5と転写パターンの設計特徴点3のずれ量の検出が可能となる。   In this way, by displaying the position of the design feature point 3 of the transfer pattern displayed on the spatial light modulation element 1 in the observable range 2, a contact hole or the like that cannot be photographed with a conventional exposure apparatus, etc. The design feature point 3 of the transfer pattern can be photographed, whereby the substrate feature point 5 arranged at an arbitrary position on the substrate 4 to be exposed and the design of the transfer pattern can be designed simply by moving the substrate 4 to be exposed. The amount of deviation of the feature point 3 can be detected.

また、特徴点としてコンタクトホール等の上下の重合わせが絶対に必要な箇所のみを用いた場合には、微細格子状メッシュのずれ量測定に比べて測定点を少なくすることができ、且つ、上下のパターンの接続を確実に行うことができる。   In addition, when only the locations where contact between the upper and lower sides such as contact holes is absolutely necessary is used as a feature point, the number of measurement points can be reduced compared to the measurement of the amount of displacement of the fine grid mesh, and It is possible to reliably connect the patterns.

(2)また、本発明は、上記(1)において、観察可能範囲2の検出結果と設計転写画像上の設計特徴点データから決定した移動量だけ被露光基板4を移動させた時に、被露光基板4上の基板特徴点5が観察可能範囲2の外にある場合、被露光基板4をさらに観察可能範囲2に移動させ、被露光基板4の移動量をずれ量に加えることを特徴とする。   (2) In the present invention, in the above (1), when the exposed substrate 4 is moved by the movement amount determined from the detection result of the observable range 2 and the design feature point data on the design transfer image, When the substrate feature point 5 on the substrate 4 is outside the observable range 2, the exposed substrate 4 is further moved to the observable range 2, and the movement amount of the exposed substrate 4 is added to the shift amount. .

この様に、不均一な伸縮が大きい場合にも、被露光基板4をさらに動かし、この移動量をずれ量に加えることによって、露光装置に備わっている視野の狭いアライメントスコープによってずれ量の検出が可能となる。   As described above, even when the non-uniform expansion and contraction is large, by further moving the substrate to be exposed 4 and adding this movement amount to the shift amount, the shift amount can be detected by the alignment scope having a narrow visual field provided in the exposure apparatus. It becomes possible.

(3)また、本発明は、上記(1)または(2)において、観察可能範囲2の検出を行う際に、空間光変調素子1に撮影手段の観察可能範囲2を超えない距離ごとに少なくとも1つ以上の特定のパターンを表示させたことを特徴とする。   (3) Further, in the above (1) or (2), the present invention provides the spatial light modulation element 1 at least for each distance that does not exceed the observable range 2 of the photographing means when detecting the observable range 2. One or more specific patterns are displayed.

この様に、観察可能範囲2に特定のパターンを複数表示させることで、容易に撮影手段の観察座標を特定することができる。   In this way, by displaying a plurality of specific patterns in the observable range 2, the observation coordinates of the imaging means can be easily specified.

(4)また、本発明は、上記(3)において、特定のパターンとして文字を含むことを特徴とする。   (4) Further, in the above (3), the present invention is characterized in that a character is included as the specific pattern.

この様に、特定のパターンとして文字を用いることにより、人間が目視で観察する場合にも容易に観察座標を特定することができる。   In this way, by using characters as the specific pattern, it is possible to easily specify the observation coordinates even when a human observes visually.

(5)また、本発明は、上記(3)または(4)において、特定のパターンと合わせて空間光変調素子1の画素を単位とした目盛を表示することを特徴とする。   (5) Further, the present invention is characterized in that, in the above (3) or (4), a scale in units of pixels of the spatial light modulator 1 is displayed together with a specific pattern.

この様に、特定パターンと合わせて空間光変調素子1上に画素単位の目盛を表示することで、より正確に観察座標を特定することができる。   In this way, by displaying a scale in units of pixels on the spatial light modulator 1 together with the specific pattern, the observation coordinates can be specified more accurately.

(6)また、本発明は、フォトマスクとなる空間光変調素子1、被露光基板4を保持するためのステージ、ステージ上に設置された被露光基板4上の実パターン及び空間光変調素子1に表示される転写パターンの両者の一部分のみを撮影するための撮影装置、及び、被露光基板4を露光するための露光光を供給する光源とを少なくとも備えた露光装置において、撮影装置により空間光変調素子1上の画像の一部を画像データとして取得し画像データより観察位置座標を検出する観察位置検出手段、観察位置座標と設計転写画像上の設計特徴点座標及び設計パターン記憶装置に格納されている設計転写画像を用いて空間光変調素子1にずれ量検出用データを出力する画像生成手段、被露光基板4上の基板特徴点5を設計特徴点座標に基づき観察可能範囲2にステージを移動させるためのステージ制御信号を伝達するステージ制御手段、及び、撮影装置により取得した転写画像データ及び基板画像データを用いてずれ量を検出するずれ量計測処理手段を備えた演算制御装置を有することを特徴とする。   (6) In addition, the present invention provides a spatial light modulation element 1 serving as a photomask, a stage for holding the substrate 4 to be exposed, an actual pattern on the substrate 4 to be exposed placed on the stage, and the spatial light modulation element 1. In the exposure apparatus provided with at least a photographing device for photographing only a part of both of the transfer patterns displayed on the light source and a light source for supplying exposure light for exposing the substrate to be exposed 4, spatial light is obtained by the photographing device. A part of the image on the modulation element 1 is acquired as image data and stored in an observation position detecting means for detecting an observation position coordinate from the image data, an observation position coordinate, a design feature point coordinate on the design transfer image, and a design pattern storage device. An image generation means for outputting deviation amount detection data to the spatial light modulator 1 using the designed transfer image, and the substrate feature point 5 on the exposed substrate 4 is observed based on the design feature point coordinates Stage control means for transmitting a stage control signal for moving the stage to the active range 2 and deviation amount measurement processing means for detecting the deviation amount using the transfer image data and substrate image data acquired by the photographing apparatus are provided. It has an arithmetic and control unit.

この様な構成の露光装置を用いることによって、特別な構成の撮影手段を必要とすることなく、不均一な伸縮によって発生した任意の基板上のパターンと設計転写パターンとのずれ量を検出することが可能となる。   By using an exposure apparatus having such a configuration, it is possible to detect the amount of deviation between a pattern on an arbitrary substrate generated by non-uniform expansion and contraction and a design transfer pattern without requiring a specially configured photographing means. Is possible.

(7)また、本発明は、上記(6)において、ずれ量計測処理手段において、転写画像データ及び基板画像データに加えてステージ位置情報を用いることを特徴とする。   (7) Further, the present invention is characterized in that, in the above (6), the shift amount measurement processing means uses stage position information in addition to the transfer image data and the substrate image data.

この様に、ずれ量計測処理装置においてステージ座標情報を用いることにより、観察可能範囲2外に基板特徴点5が位置する場合にもずれ量を検出することが可能となる。   As described above, by using the stage coordinate information in the deviation amount measurement processing apparatus, it is possible to detect the deviation amount even when the substrate feature point 5 is located outside the observable range 2.

本発明によれば、撮影装置の有効画像撮影領域によって制限されるアライメントマーク配置範囲制限が緩和され、基板上の任意の位置の特徴点をアライメントマークとすることができ、今後普及されると予測される脆弱で歪の影響を受けやすいフレキシブル基板において、その全面にわたり個々の位置に生ずる任意の不均一な歪量を検出することが可能となり、不均一な歪量に対応した正確なアライメントが可能となる。   According to the present invention, the alignment mark arrangement range limitation limited by the effective image capturing area of the imaging apparatus is relaxed, and the feature point at an arbitrary position on the substrate can be used as an alignment mark, and it is predicted that it will be widely used in the future. It is possible to detect any non-uniform amount of distortion that occurs at individual positions over the entire surface of a flexible substrate that is susceptible to the effects of weakness and distortion, and enables accurate alignment corresponding to the non-uniform amount of distortion. It becomes.

本発明は、液晶等の空間光変調素子に表示された位置確認用パターンをアライメントスコープにより撮影し、取得した画像データから空間光変調素子画像上の観察可能範囲検出を行い、観察可能範囲検出結果と設計転写画像上の特徴点データから基板移動量を決定し、次いで、基板を決定した移動量だけ移動させたのちアライメントスコープにより撮影し、基板撮影により取得した基板上の特徴点データと空間光変調素子上で観察可能範囲に移動させた設計画像上の特徴点データとを比較してずれ量を求める。   The present invention captures a position confirmation pattern displayed on a spatial light modulation element such as a liquid crystal with an alignment scope, detects an observable range on the spatial light modulation element image from the acquired image data, and displays an observable range detection result. Then, the board movement amount is determined from the feature point data on the design transfer image, and then the board is moved by the determined movement amount, then imaged by the alignment scope, and the feature point data on the board and the spatial light obtained by board imaging. The deviation amount is obtained by comparing with the feature point data on the design image moved to the observable range on the modulation element.

この場合、観察可能範囲検出結果と設計転写画像上の特徴点データから決定した移動量だけ基板を移動させただけでは基板上の特徴点が観察可能範囲外となる場合、基板をさらに観察可能範囲に移動させてずれ量の測定を行うものである。   In this case, if the feature point on the substrate is out of the observable range simply by moving the substrate by the amount of movement determined from the observation range detection result and the feature point data on the design transfer image, the substrate can be further observed. The amount of displacement is measured by moving to.

ここで、図2乃至図11を参照して、本発明の実施例1のパターンずれ量検出方法を説明する。
図2参照
図2は、本発明の実施例1のパターンずれ量検出方法におけるシステム構成図であり、プリント配線基板等の被露光基板14上に塗布した感光剤を感光させるための露光光を供給する光源11、設計転写パターンを表示するための透過型液晶表示装置からなる空間光変調素子12、被露光基板14上の基板パターン及び空間光変調素子12による投影画像を撮.するための撮影装置13、被露光基板14を空間光変調素子12に表示されたパターンを反射させるためのミラー16を保持するためのステージ15を備えた露光装置10と、演算制御装置20と、キーボードやマウスなどの入力装置21と、液晶モニタあるいはCRTなどの表示装置22および設計パターン記憶装置30から構成される。
Here, with reference to FIG. 2 to FIG. 11, a pattern deviation amount detection method according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a system configuration diagram in the pattern shift amount detection method according to the first embodiment of the present invention, and supplies exposure light for sensitizing a photosensitive agent applied on an exposed substrate 14 such as a printed wiring board. A light source 11, a spatial light modulation element 12 comprising a transmissive liquid crystal display device for displaying a design transfer pattern, a substrate pattern on the substrate 14 to be exposed, and a projection image by the spatial light modulation element 12. An exposure apparatus 10 having a stage 15 for holding a mirror 16 for reflecting a pattern displayed on the spatial light modulation element 12, an arithmetic control apparatus 20; It comprises an input device 21 such as a keyboard and a mouse, a display device 22 such as a liquid crystal monitor or CRT, and a design pattern storage device 30.

ここで演算制御装置20は、空間光変調素子12に画像信号を出力する端子、撮影装置13から得られる画像データを取り込む端子、ステージ15に与えるステージ制御信号を出力する端子、および設計パターン記憶装置30から設計パターンデータや特徴点座標を受け取る端子を少なくとも備えた、中央制御装置(CPU)により制御される演算制御装置であり、具体的には、例えば汎用のパーソナルコンピュータあるいはワークステーションなどにこれら必要な端子を設けることで構成できる。また演算制御装置20には、以下で述べる本発明のパターンずれ量検出方式の手順を予めプログラムしておき、必要な手順を実行する。   Here, the arithmetic and control unit 20 is a terminal that outputs an image signal to the spatial light modulation element 12, a terminal that takes in image data obtained from the photographing device 13, a terminal that outputs a stage control signal to be applied to the stage 15, and a design pattern storage device. This is an arithmetic and control unit controlled by a central control unit (CPU) having at least terminals for receiving design pattern data and feature point coordinates from 30. Specifically, for example, these are necessary for general-purpose personal computers or workstations. It can be configured by providing a simple terminal. The arithmetic control unit 20 is programmed in advance with the procedure of the pattern deviation amount detection method of the present invention described below, and executes necessary procedures.

また設計パターン記憶装置30はこの露光装置のために専用に設置されたハードディスクドライブなどの外部記憶装置であっても良いが、ネットワーク上にオンラインで接続された複数のデータサーバを共用して用いても良い。   The design pattern storage device 30 may be an external storage device such as a hard disk drive installed exclusively for the exposure apparatus, but a plurality of data servers connected online on the network are shared and used. Also good.

撮影装置13による基板パターンと透過型液晶ディスプレイに表示される転写パターンの撮影はTTLオンアクシス非露光波長アライメント方式(例えば、上述の非特許文献1参照)を用いている。   The TTL on-axis non-exposure wavelength alignment method (for example, see Non-Patent Document 1 described above) is used for photographing the substrate pattern and the transfer pattern displayed on the transmissive liquid crystal display by the photographing device 13.

なお、この場合の撮影装置13としては、通常の露光装置に備えられているアライメントマークのアライメントに用いる視野の狭いアライメントスコープを用いるものであり、通常、左右の中央に一対備わっているアライメントスコープの内の一つを使って行う。
因に、アライメントスコープは、ステージに対して傾斜させたハーフミラーと、ハーフミラーからの反射像を撮像するCCD撮像素子から構成される。
In this case, as the photographing apparatus 13, an alignment scope with a narrow field of view used for alignment of alignment marks provided in a normal exposure apparatus is used. Usually, a pair of alignment scopes provided at the left and right centers are used. Use one of them.
Incidentally, the alignment scope is composed of a half mirror tilted with respect to the stage and a CCD image sensor that captures an image reflected from the half mirror.

図3参照
図3は、本発明の実施例1のパターンずれ量検出方法のフローチャートであり、まず、A.観察可能範囲の検出工程、次いで、
B.ずれ検出用画像生成工程、次いで、
C.空間光変調素子画像撮影工程、次いで、
D.被露光基板画像撮影工程、最後に、
E.C及びDに基づくずれ量検出工程
を順次行うものであり、以下において、各工程を詳細に説明する。
See FIG. 3 FIG. 3 is a flowchart of the pattern deviation amount detection method according to the first embodiment of the present invention. Observable range detection step, then
B. Deviation detection image generation step, then
C. Spatial light modulator image capturing step, then
D. Exposure substrate image shooting process, finally,
E. The shift amount detection process based on C and D is sequentially performed, and each process will be described in detail below.

図4参照
図4は、上記Aの観察可能範囲の検出工程における空間光変調素子12と撮影装置13の観察可能範囲41の位置関係を表した一例の説明図である。
この時、撮影装置13の観察可能範囲41が空間光変調素子12の有効表示領域40の一部分の領域しかないことがわかる。
4 is an explanatory diagram showing an example of the positional relationship between the spatial light modulation element 12 and the observable range 41 of the photographing apparatus 13 in the observable range detecting process A.
At this time, it can be seen that the observable range 41 of the photographing apparatus 13 is only a part of the effective display area 40 of the spatial light modulator 12.

また、撮影装置13は、上述のように空間光変調素子12の有効表示領域40の左右の中央に一対の観察可能範囲41を有している。
なお、被露光基板14に既に形成してある基板パターンはステージ15の移動により任意の位置の観察が可能であることは言うまでもない。
Moreover, the imaging device 13 has a pair of observable ranges 41 at the center of the left and right of the effective display area 40 of the spatial light modulator 12 as described above.
Needless to say, the substrate pattern already formed on the exposed substrate 14 can be observed at an arbitrary position by moving the stage 15.

上述のように、空間光変調素子12としては透過型液晶表示装置を用いているが、ここでは、例えば、1画素23μm、開口率25%、画素数1600×1200画素、有効エリアが36.889mm×27.685mmである。   As described above, a transmissive liquid crystal display device is used as the spatial light modulator 12. Here, for example, one pixel is 23 μm, the aperture ratio is 25%, the number of pixels is 1600 × 1200 pixels, and the effective area is 36.889 mm. × 27.685 mm.

また、撮影装置13の撮像素子には640×480画素のCCDエリアセンサを用いており、撮影画像上でのピクセルサイズは10倍の高倍率では1μm/1画素となり、3倍の低倍率では3.3μm/1画素となる。   Further, a CCD area sensor of 640 × 480 pixels is used for the image pickup device of the photographing device 13, and the pixel size on the photographed image is 1 μm / 1 pixel at a high magnification of 10 times, and 3 at a low magnification of 3 times. .3 μm / 1 pixel.

図5参照
図5は、上記Bのずれ検出用画像生成工程における空間光変調素子12に表示される検出すべき設計転写パターン上の特徴点421 と観察可能範囲41との関係の説明図であり、ここでは、検出すべき特徴点421 が撮影装置13の観察可能範囲41内に存在していないことがわかる。
See Figure 5. Figure 5 is an explanatory view of a relationship between the feature points 42 1 and observation range 41 of the design transfer pattern to be detected is displayed on the spatial light modulator 12 in the displacement detection image generation step of the B Yes, it can be seen that the feature point 42 1 to be detected does not exist within the observable range 41 of the imaging device 13.

そこで、まず上記Aの観察可能範囲の検出工程において、現在の撮影装置13の観察視野が空間光変調素子12上のどの座標にあるのかを検出するために、例えば目印となるスケールの入った画像等を空間光変調素子12に撮影位置確認用パターンとして表示させ、表示させた撮影位置確認用パターンをステージ15に設けたミラー16で反射させたのち、撮影装置13で撮影する。
ここでは、一例として十字マーク43を使用し、現在の撮影装置13の視野内の空間光変調素子12の座標を確定する。
Therefore, in order to detect at which coordinates on the spatial light modulation element 12 the observation field of view of the current photographing apparatus 13 is first detected in the step A of detecting the observable range of A, for example, an image containing a scale serving as a mark. Are displayed on the spatial light modulation element 12 as a shooting position confirmation pattern, and the displayed shooting position confirmation pattern is reflected by the mirror 16 provided on the stage 15 and then shot by the shooting device 13.
Here, the cross mark 43 is used as an example, and the coordinates of the spatial light modulator 12 in the field of view of the current photographing apparatus 13 are determined.

図6参照
図6は、撮影装置13の観察可能範囲41が空間光変調素子12のどの座標に対応するのかを検出するために使用した画像の一例の説明図である。
ここでは、一例として周辺部に十字マーク43およびスケール45の入った画像を使用しており、スケール45には空間光変調素子12の画素単位で目盛とその位置を表す文字のそれぞれのパターンを使用している。
See FIG. 6. FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of an image used for detecting which coordinate of the spatial light modulation element 12 corresponds to the observable range 41 of the photographing apparatus 13.
Here, as an example, an image including a cross mark 43 and a scale 45 is used in the peripheral portion, and the scale 45 uses each pattern of the scale and the character representing the position in units of pixels of the spatial light modulator 12. doing.

図7参照
図7は図6に示したパターンを空間光変調素子12に表示して実際に撮影装置13にて観察を行った観察画像44の説明図である。
このように観察可能範囲41の大きさで決まる距離ごとに予め座標を特定できるパターンを連続的に配置して空間光変調素子12に表示すれば、人間が目視した際にも容易に観察可能範囲41の座標を確定することが可能となる。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an observation image 44 in which the pattern shown in FIG. 6 is displayed on the spatial light modulator 12 and actually observed by the photographing apparatus 13.
In this way, if a pattern in which coordinates can be specified in advance is arranged for each distance determined by the size of the observable range 41 and is displayed on the spatial light modulation element 12, the observable range can be easily observed even by human eyes. It is possible to determine 41 coordinates.

座標の確定は、例えば、図中の撮影装置13で撮影した観察画像44の中央座標を基準として、観察画像44上の十字マーク43の座標、即ち、撮影装置13上における位置座標(XIPD-design,YIPD-design)を求め、空間光変調素子12上の原点座標(XLMD-Origin,YLMD-Origin)を下記の式(1)及び(2)により決定する。
LMD-Origin=XLMD-design−α×(XIPD-design) ・・・(1)
LMD-Origin=YLMD-design−α×(YIPD-design) ・・・(2)
ここで(XLMD-design,YLMD-design)は、空間光変調素子12上の十字マーク43の座標であり、αは撮影装置13の撮影画像上の座標から空間光変調素子12上の座標への長さの変換倍率である。
The coordinates are determined by, for example, the coordinates of the cross mark 43 on the observation image 44, that is, the position coordinates (X IPD− design , Y IPD-design ) and the origin coordinates (X LMD-Origin , Y LMD-Origin ) on the spatial light modulator 12 are determined by the following equations (1) and (2).
X LMD-Origin = X LMD-design -α x (X IPD-design ) (1)
Y LMD-Origin = Y LMD-design -α x (Y IPD-design ) (2)
Here, (X LMD-design , Y LMD-design ) are the coordinates of the cross mark 43 on the spatial light modulator 12, and α is the coordinates on the spatial light modulator 12 from the coordinates on the captured image of the imaging device 13. The conversion magnification of length to.

上記設計転写パターンにおける特徴点421 の空間光変調素子12上の座標(XLMD , YLMD )は既知であるので、以降この座標(XLMD-Origin,YLMD-Origin)に各特徴点を移動させることで撮影装置13を用いて観察可能範囲41以外の空間光変調素子12に表示された特徴点421 を検出することができる。 Coordinates (X LMD, Y LMD) on the spatial light modulator 12 of the feature point 42 1 in the above design transfer pattern so is known, the coordinates after (X LMD-Origin, Y LMD -Origin) each feature point it is possible to detect the feature point 421 which is displayed on the spatial light modulator 12 other than the observation range 41 by using the imaging device 13 by causing moved.

この特徴点421 の移動のための画像移動量(ΔXLMD , ΔYLMD )は下記の式(3)及び(4)で表される。
ΔX=XLMD-Origin−XLMD ・・・(3)
ΔY=YLMD-Origin−YLMD ・・・(4)
なお、この場合の画像移動量(ΔXLMD , ΔYLMD )は画素を単位として表される。
以上の操作を行うことで上記Bのずれ検出用画像生成工程が完了する。
The image movement amount for moving the feature point 42 1 (ΔX LMD, ΔY LMD ) is expressed by the following equation (3) and (4).
ΔX = X LMD-Origin -X LMD (3)
ΔY = Y LMD-Origin -Y LMD (4)
In this case, the image movement amount (ΔX LMD , ΔY LMD ) is expressed in units of pixels.
By performing the above operation, the above-described deviation detection image generation step B is completed.

図8参照
図8は、上記Cの空間光変調素子画像撮影工程の説明図であり、式(3)及び(4)を用いて画像移動させた後の空間光変調素子12と観察可能範囲41及び撮影画像の関係を示しており、この画像の移動により、観察可能範囲41以外の領域の空間光変調素子12に表示される特徴点421 を観察することが可能となる。
この時、移動後の設計転写パターン上の特徴点422 の撮影装置13で取得した画像中での座標を(XIPD-mask,YIPD-mask)とする。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the C spatial light modulation element image photographing step, and the spatial light modulation element 12 and the observable range 41 after the image is moved using the equations (3) and (4). and shows the relationship of the captured image, the movement of the image, it is possible to observe the feature point 421 is displayed on the spatial light modulator 12 in the region other than the observation range 41.
At this time, the coordinates of the image which had been obtained in the feature point 42 and second imaging unit 13 of the design transferred pattern after the movement and (X IPD-mask, Y IPD -mask).

次に、上記Dの被露光基板画像撮影工程を説明するが、被露光基板14上に形成された特徴点17が設計転写パターン上の特徴点421 と全くのずれが無い場合、空間光変調素子12の画像移動量だけステージを移動させ撮影装置13で観察すれば、空間光変調素子12に表示された設計転写パターンの移動後の特徴点422 と被露光基板14上の特徴点17とが一致するはずである。 Next, the exposure substrate image photographing process of D will be described. When the feature point 17 formed on the exposure substrate 14 is not displaced at all from the feature point 42 1 on the design transfer pattern, spatial light modulation is performed. by looking at the imaging apparatus 13 moves the stage only the image moving amount of the element 12, a feature point 42 2 after movement design transfer pattern displayed on the spatial light modulator 12 and the feature point 17 on the exposed substrate 14 Should match.

このときのステージ15の移動量(ΔXstage ,ΔYstage )は、下記の式(5)及び(6)で表される。
ΔXstage =β×(ΔXLMD ) ・・・(5)
ΔYstage =β×(ΔYLMD ) ・・・(6)
なお、βは空間光変調素子12上の座標からステージ15上の座標への長さの変換倍率である。
The amount of movement (ΔX stage , ΔY stage ) of the stage 15 at this time is expressed by the following equations (5) and (6).
ΔX stage = β × (ΔX LMD ) (5)
ΔY stage = β × (ΔY LMD ) (6)
Β is the conversion magnification of the length from the coordinates on the spatial light modulator 12 to the coordinates on the stage 15.

即ち、空間光変調素子12に表示された特徴点422 の移動に対応したステージ15の移動量(ΔXstage ,ΔYstage )は、空間光変調素子12上における移動画素数(ΔXLMD , ΔYLMD )に空間光変調素子12を構成するグリッドの最小グリッドサイズおよび露光倍率とで決定されるβを乗ずることによって実空間上の移動量として求まる。
この時、ステージ15移動後の被露光基板14上の特徴点17の撮影装置13で取得した画像中での座標を(XIPD-sub ,YIPD-sub )とする。
That is, the moving amount of the stage 15 corresponding to the movement of the spatial light modulator 12 to display the feature point 42 2 (ΔX stage, ΔY stage ) , the number of pixels moved in the spatial light modulator 12 on the (ΔX LMD, ΔY LMD ) Is multiplied by β determined by the minimum grid size of the grid constituting the spatial light modulator 12 and the exposure magnification, to obtain the amount of movement in real space.
At this time, the coordinates in the image acquired by the imaging device 13 of the feature point 17 on the exposed substrate 14 after the stage 15 is moved are defined as (X IPD-sub , Y IPD-sub ).

図9参照
次に、上記EのC及びDに基づくずれ量検出工程を説明する。
図9は、ステージ15の移動によって観察可能範囲41内に被露光基板14上の特徴点17が入っていた場合のずれ量検出の説明図であり、撮影装置13で取得した画像上の設計転写パターン上の特徴点422 の座標(XIPD-mask,YIPD-mask)と、同じく撮影装置13で取得した画像上の被露光基板15上の特徴点17の座標(XIPD-sub ,YIPD-sub )との差(ΔXIPD =XIPD-sub −XIPD-mask,ΔYIPD =YIPD-sub −YIPD-mask)を求める。
Next, the shift amount detection step based on C and D of E will be described.
FIG. 9 is an explanatory diagram of detection of the shift amount when the feature point 17 on the exposed substrate 14 is within the observable range 41 due to the movement of the stage 15, and the design transfer on the image acquired by the photographing apparatus 13. feature point 42 second coordinate on the pattern (X IPD-mask, Y IPD -mask) and, similarly imaging device 13 by the acquired coordinates of the feature point 17 on the exposed substrate 15 on the image (X IPD-sub, Y IPD-sub ) (ΔX IPD = X IPD -sub -X IPD -mask , ΔY IPD = Y IPD -sub -Y IPD -mask ).

次いで、得られた差(ΔXIPD ,ΔYIPD )にαとβを乗ずることによって、実空間上のずれ量を求めることができ、このずれ量を下記の式(7)及び(8)として表す。
ΔX=α×β×ΔXIPD ・・・(7)
ΔY=α×β×ΔYIPD ・・・(8)
Next, by multiplying the obtained difference (ΔX IPD , ΔY IPD ) by α and β, a deviation amount in the real space can be obtained, and this deviation amount is expressed by the following equations (7) and (8). .
ΔX = α × β × ΔX IPD (7)
ΔY = α × β × ΔY IPD (8)

なお、この場合、αの値は撮像倍率に依存するので、撮像素子の画素を単位として長さを表現した時、例えば、10倍の高倍率では1μm/1画素となり、3倍の低倍率では3.3μm/1画素のようになる。   In this case, since the value of α depends on the imaging magnification, when the length is expressed in units of pixels of the image sensor, for example, at a high magnification of 10 times, it becomes 1 μm / 1 pixel, and at a low magnification of 3 times. It becomes 3.3 μm / 1 pixel.

図10参照
図10は、ステージ15の移動によって観察可能範囲41内に被露光基板14上の特徴点17が入らない場合のずれ量検出の説明図である。
この時点におけるステージ15の座標を求めてステージ座標(XS-before,YS-before)とする。
Refer to FIG. 10. FIG. 10 is an explanatory diagram of the shift amount detection when the feature point 17 on the exposed substrate 14 does not enter the observable range 41 due to the movement of the stage 15.
The coordinates of the stage 15 at this time are obtained and set as stage coordinates (X S-before , Y S-before ).

図11参照
図11は、観察可能範囲41に入るように被露光基板14上の特徴点17を移動させた場合の設計転写パターンの特徴点422 と被露光基板14上の特徴点17の関係及びその時の撮影画像を示している。
なお、この様な移動は試行錯誤的に行うものであり、この時点におけるステージ15の座標を求めてステージ座標(XS-after ,YS-after )とする。
Figure 11 Referring to FIG. 11, the observation range 41 to fall so designed transfer pattern feature points 42 2 relationship of the feature point 17 on the exposed substrate 14 of the case of moving the feature point 17 on the exposed substrate 14 And a photographed image at that time.
Note that such movement is performed by trial and error, and the coordinates of the stage 15 at this time are obtained and set as stage coordinates (X S-after , Y S-after ).

この状態において、図9の場合と全く同様に、被露光基板14上の特徴点17について撮影画像上の座標(XIPD-sub ,YIPD-sub )を取得し、既に取得した上記2つのステージ座標及び設計転写パターン上の特徴点422 の撮影画像上の座標(XIPD-mask,YIPD-mask)より、設計パターンの特徴点と基板上の特徴点のずれ量を計算することにより上述のEのずれ量検出工程が可能となる。 In this state, exactly as in the case of FIG. 9, the coordinates (X IPD-sub , Y IPD-sub ) on the captured image are acquired for the feature point 17 on the exposed substrate 14, and the two stages already acquired are acquired. above coordinates and design transfer pattern on the on the photographed image of the feature point 42 second coordinate (X IPD-mask, Y IPD -mask) than by calculating the shift amount of the feature point on the feature points and the board design pattern The step of detecting the deviation amount of E becomes possible.

この場合のずれ量(ΔX,ΔY)は下記の式(9)及び(10)で表される。
ΔX=(XS-before−XS-after )+α×β×(XIPD-sub −XIPD-mask
=(XS-before−XS-after )+α×β×ΔXIPD ・・・(9)
ΔY=(YS-before−YS-after )+α×β×(YIPD-sub −YIPD-mask
=(YS-before−YS-after )+α×β×ΔYIPD ・・・(10)
The deviation amounts (ΔX, ΔY) in this case are expressed by the following equations (9) and (10).
ΔX = (X S-before −X S-after ) + α × β × (X IPD-sub −X IPD-mask )
= (X S-before -X S-after ) + α × β × ΔX IPD (9)
ΔY = (Y S-before −Y S-after ) + α × β × (Y IPD-sub −Y IPD-mask )
= (Y S-before −Y S-after ) + α × β × ΔY IPD (10)

このようなずれ量の検出を、設計転写パターン上の各特徴点421 について行い、求めたずれ量に基づいて、上述の特願2002−351000号に記載したパターン補正方法によって設計転写パターンを補正し、補正した結果を空間光変調素子12上に表示して被露光基板14上への露光を行う。 The detection of such deviation amount is performed for each feature point 421 on the design transfer pattern, based on the obtained shift amount, correcting the design transferred pattern by the pattern correction method described in Japanese Patent Application No. 2002-351000 mentioned above Then, the corrected result is displayed on the spatial light modulation element 12 and the exposed substrate 14 is exposed.

以上説明したように、本発明においては、設計転写パターン上の特徴点421 を撮影装置13の観察可能範囲41に入るように空間変調素子12上で移動させて特徴点422 とするとともに、ステージ15を空間変調素子12上で特徴点の移動量に対応する量だけ移動させているので、通常の露光装置に備付けの視野の狭いアライメントスコープを用いてのパターンずれ量の検出が可能になる。 As described above, in the present invention, the feature point 42 1 on the design transfer pattern is moved on the spatial modulation element 12 so as to be in the observable range 41 of the photographing apparatus 13 to be the feature point 42 2 , Since the stage 15 is moved on the spatial modulation element 12 by an amount corresponding to the amount of movement of the feature point, it is possible to detect the amount of pattern deviation using an alignment scope with a narrow field of view provided in a normal exposure apparatus. .

また、本発明においては、実際の上下のパターンが接続する必要のあるコンタクトホール等の特徴点のみについてずれ量を検出しているので、パターンずれによるデバイス或いは実装基板の欠陥不良が発生することはなく、また、格子状メッシュのように検出点を不必要に増大することはないのでスループットが向上する。   Further, in the present invention, since the deviation amount is detected only for the feature points such as contact holes to which the actual upper and lower patterns need to be connected, the defect defect of the device or the mounting board due to the pattern deviation may not occur. In addition, since the detection points are not increased unnecessarily as in the case of a grid mesh, the throughput is improved.

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は実施例に記載された構成・条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の実施例の説明においては、空間光変調素子として透過型液晶パネルを用いているが、微小なミラーを二次元配列状に多数並べた反射鏡表示素子(DMD:デジタルマイクロミラーなどと呼ばれるミラーデバイス)を用いても良いものである。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations and conditions described in the embodiments, and various modifications can be made.
For example, in the description of the above embodiment, a transmissive liquid crystal panel is used as the spatial light modulation element. However, a reflective mirror display element (DMD: digital micromirror or the like) in which a large number of minute mirrors are arranged in a two-dimensional array. A so-called mirror device) may be used.

例えば、露光装置に用いられる透過型液晶パネルは、およそ80万個(1024×768個)の画素の液晶パネルが用いられており、各画素の大きさは20μm前後の大きさであり、これを縮小投影光学系によって、基板上に1/5の大きさに縮小させることによって、1つの画素に対応するパターンは1辺が4μmの矩形となるが、DMDではおよそ100万個(約500×約2000個)のマイクロミラーを用いたミラーデバイスが用いられ、各マイクロミラーは16μm前後の大きさであり、これを縮小投影光学系によって、基板上に1/160の大きさに縮小投影させることによって、1つのマイクロミラーに対応するパターンは1辺が0.1μmの正方形となる。   For example, a transmissive liquid crystal panel used in an exposure apparatus has a liquid crystal panel of about 800,000 (1024 × 768) pixels, and each pixel has a size of about 20 μm. By reducing the size to 1/5 on the substrate by the reduction projection optical system, the pattern corresponding to one pixel becomes a rectangle having a side of 4 μm. In DMD, about 1 million (about 500 × about (2000) micromirrors are used, and each micromirror has a size of about 16 μm, and this is reduced and projected to a size of 1/160 on the substrate by a reduction projection optical system. A pattern corresponding to one micromirror is a square having one side of 0.1 μm.

さらには、空間光変調素子は透過型液晶パネル或いはDMDに限られるものではなく、LEDアレイ或いはレーザダイオードアレイ、更には、CRT等の自己発光素子を用いても良いものである。   Furthermore, the spatial light modulation element is not limited to the transmissive liquid crystal panel or DMD, and an LED array, a laser diode array, or a self-luminous element such as a CRT may be used.

また、上記の実施例の説明においてはFPC基板を前提としているが、本発明はFPC基板に限られるものではなく、通常のプリント配線基板にも適用されるものであり、さらには、液晶パネルの製造工程或いは半導体基板の製造工程にも適用されるものである。   In the description of the above embodiment, the FPC board is assumed. However, the present invention is not limited to the FPC board, but can be applied to a normal printed wiring board. The present invention is also applied to a manufacturing process or a semiconductor substrate manufacturing process.

例えば、上述のように空間光変調素子としてDMDを用いて縮小投影露光を行うと0.1μm幅のパターンの描画が可能になるが、シリコンウェハの大口径化に伴ってウェハの歪みが大きくなった場合に有効となる。   For example, when reduced projection exposure is performed using a DMD as a spatial light modulation element as described above, a pattern having a width of 0.1 μm can be drawn, but the distortion of the wafer increases as the diameter of the silicon wafer increases. This is effective when

或いは、高集積化にともなって多層配線の積層数が増大するが、多層配線の積層数の増大に伴って基板最表面の凹凸も大きくなり表面のパターンの歪みも大きくなるが、本発明の手法を適用することにより、パターンずれによる欠陥不良の発生を抑制することができる。   Alternatively, the number of multilayer wiring layers increases with higher integration, but as the number of multilayer wiring layers increases, the unevenness of the outermost surface of the substrate increases and the distortion of the surface pattern also increases. By applying this, it is possible to suppress the occurrence of defective defects due to pattern deviation.

本発明の活用例としては、プリント配線基板用の露光装置におけるパターンずれ量の検出工程が典型的なものであるが、空間光変調素子の解像度をさらに高めたり、或いは、投影レンズにより縮小率を高めることによって、液晶パネル製造用の露光装置或いは半導体集積回路装置製造用の露光装置としても使用できるものである。   As a practical example of the present invention, a pattern shift amount detection process in an exposure apparatus for a printed wiring board is typical. However, the resolution of the spatial light modulator is further increased, or the reduction ratio is increased by a projection lens. By increasing it, it can be used as an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal panel or an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.

本発明の原理的構成図である。It is a principle block diagram of this invention. 本発明の実施例1のパターンずれ量検出方法におけるシステム構成図である。It is a system block diagram in the pattern deviation amount detection method of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1のパターンずれ量検出方法のフローチャートである。It is a flowchart of the pattern deviation | shift amount detection method of Example 1 of this invention. 空間光変調素子と観察可能範囲の位置関係の説明図である。It is explanatory drawing of the positional relationship of a spatial light modulation element and an observable range. 設計転写パターン上の特徴点と観察可能範囲の関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the feature point on a design transcription | transfer pattern, and an observable range. 観察可能範囲を検出する際に用いる画像の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the image used when detecting the observable range. 撮影装置で撮影した空間光変調素子に表示した画像の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the image displayed on the spatial light modulation element image | photographed with the imaging device. 画像移動後の空間光変調素子と観察可能範囲及び撮影画像の関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the spatial light modulation element after an image movement, an observable range, and a picked-up image. 観察可能範囲に被露光基板上の特徴点が入った場合のずれ量検出の説明図である。It is explanatory drawing of deviation | shift amount detection when the feature point on a to-be-exposed board | substrate enters in the observable range. 観察可能範囲に被露光基板上の特徴点が入らない場合のずれ量検出の説明図である。It is explanatory drawing of the deviation | shift amount detection when the feature point on a to-be-exposed board | substrate does not enter into an observable range. 基板移動後の空間光変調素子と観察可能範囲及び撮影画像の関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the spatial light modulation element after a board | substrate movement, an observable range, and a picked-up image.

符号の説明Explanation of symbols

1 空間光変調素子
2 観察可能範囲
3 設計特徴点
4 被露光基板
5 基板特徴点
6 移動後の画像
7 移動後の被露光基板
10 露光装置
11 光源
12 空間光変調素子
13 撮影装置
14 被露光基板
15 ステージ
16 ミラー
17 特徴点
20 演算制御装置
21 入力装置
22 表示装置
30 設計パターン記憶装置
40 有効表示領域
41 観察可能範囲
421 特徴点
422 特徴点
43 十字マーク
44 観察画像
45 スケール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spatial light modulation element 2 Observable range 3 Design feature point 4 Substrate to be exposed 5 Substrate feature point 6 Image after movement 7 Substrate after movement 10 Exposure apparatus 11 Light source 12 Spatial light modulation element 13 Imaging apparatus 14 Substrate to be exposed 15 stage 16 mirror 17 feature point 20 arithmetic control device 21 input device 22 display device 30 design pattern storage device 40 effective display area 41 observable range 42 1 feature point 42 2 feature point 43 cross mark 44 observation image 45 scale

Claims (7)

フォトマスクとなる空間光変調素子に表示された撮影位置確認用パターンを撮影手段により撮影し、取得した画像データから前記空間光変調素子画像上の観察可能範囲検出を行い、前記観察可能範囲検出結果と設計転写画像上の設計特徴点データから被露光基板移動量を決定し、前記被露光基板を決定した移動量を移動させたのち前記撮影手段により撮影し、前記被露光基板撮影により取得した被露光基板上の対応する基板特徴点データと前記観察可能範囲に前記空間変調素子上で画像を移動させた設計特徴点データとの比較からずれ量検出処理を行うことを特徴とするパターンずれ量検出方法。 The photographing position confirmation pattern displayed on the spatial light modulation element to be a photomask is photographed by photographing means, the observable range detection on the spatial light modulation element image is performed from the acquired image data, and the observable range detection result Then, the movement amount of the substrate to be exposed is determined from the design feature point data on the design transfer image, the movement amount of the substrate to be exposed is moved, the image is taken by the photographing means, and the object to be obtained obtained by photographing the substrate to be exposed is obtained. Pattern deviation amount detection characterized in that deviation amount detection processing is performed by comparing corresponding substrate feature point data on an exposure substrate and design feature point data obtained by moving an image on the spatial modulation element to the observable range. Method. 上記観察可能範囲検出結果と上記設計転写画像上の設計特徴点データから決定した移動量だけ被露光基板を移動させた時に、前記被露光基板上の基板特徴点が前記観察可能範囲外にある場合、前記被露光基板をさらに前記観察可能範囲に移動させ、前記被露光基板移動量をずれ量に加えることを特徴とする請求項1に記載のパターンずれ量検出方法。 The substrate feature point on the exposed substrate is outside the observable range when the exposed substrate is moved by the amount of movement determined from the observation range detection result and the design feature point data on the design transfer image 2. The pattern displacement amount detection method according to claim 1, wherein the substrate to be exposed is further moved to the observable range, and the amount of movement of the substrate to be exposed is added to the displacement amount. 上記観察可能範囲検出を行う際に、上記空間光変調素子に上記撮影手段の観察可能範囲を超えない距離ごとに少なくとも1つ以上の特定のパターンを表示させたことを特徴とする請求項1または2に記載のパターンずれ量検出方法。 The at least one specific pattern is displayed on the spatial light modulation element for each distance that does not exceed the observable range of the photographing unit when the observable range is detected. 3. A method for detecting a pattern deviation amount according to 2. 上記特定のパターンとして文字を含むことを特徴とする請求項3に記載のパターンずれ量検出方法。 The pattern deviation amount detection method according to claim 3, wherein a character is included as the specific pattern. 上記特定のパターンと合わせて上記空間光変調素子の画素を単位とした目盛を表示させることを特徴とする請求項3または4に記載のパターンずれ量検出方法。 5. The pattern deviation amount detection method according to claim 3, wherein a scale in units of pixels of the spatial light modulation element is displayed together with the specific pattern. フォトマスクとなる空間光変調素子、被露光基板を保持するためのステージ、前記ステージ上に設置された前記被露光基板上の実パターン及び前記空間光変調素子に表示される転写パターンの両者の一部分のみを撮影するための撮影装置、及び、前記被露光基板を露光するための露光光を供給する光源とを少なくとも備えた露光装置において、前記撮影装置により前記空間光変調素子上の画像の一部を画像データとして取得し前記画像データより観察位置座標を検出する観察位置検出手段、前記観察位置座標と設計転写画像上の設計特徴点座標及び設計パターン記憶装置に格納されている設計転写画像を用いて前記空間光変調素子にずれ量検出用データを出力する画像生成手段、前記被露光基板の基板特徴点を設計特徴点座標に基づき前記観察可能範囲に前記ステージを移動させるためのステージ制御信号を伝達するステージ制御手段、及び、前記撮影装置により取得した転写画像データ及び基板画像データを用いてずれ量を検出するずれ量計測処理手段を備えた演算制御装置を有することを特徴とした露光装置。 A part of both a spatial light modulator serving as a photomask, a stage for holding the substrate to be exposed, an actual pattern on the substrate to be exposed placed on the stage, and a transfer pattern displayed on the spatial light modulator A part of an image on the spatial light modulation element by the photographing apparatus in an exposure apparatus comprising at least a photographing device for photographing only a light source and a light source for supplying exposure light for exposing the substrate to be exposed Observation position detecting means for detecting observation position coordinates from the image data, using the observation position coordinates, design feature point coordinates on the design transfer image, and a design transfer image stored in a design pattern storage device Image generating means for outputting deviation amount detection data to the spatial light modulation element, and the feature points of the substrate to be exposed based on the design feature point coordinates. Stage control means for transmitting a stage control signal for moving the stage within a possible range, and deviation amount measurement processing means for detecting a deviation amount using transfer image data and substrate image data acquired by the photographing apparatus. An exposure apparatus having an arithmetic and control unit. 上記ずれ量計測処理手段において、上記転写画像データ及び基板画像データに加えてステージ位置情報を用いることを特徴とする請求項6に記載の露光装置。 7. The exposure apparatus according to claim 6, wherein the shift amount measurement processing means uses stage position information in addition to the transfer image data and the substrate image data.
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