(57)【要約】      （修正有）【課題】  ラフアライメントにおけるアライメントマークの座標測定の精度が低い場合であっても、アライメントマークの座標を測定できる座標の測定方法を提供する。【解決手段】  アライメントマークを低倍率のモードで撮影するステップと、撮影された画像からアライメントマークの位置を概算するステップと、概算したアライメントマークの位置情報に基づいて基板上に座標原点を設定するステップと、設定された座標原点に基づいてアライメントマークを高倍率モードで撮影するステップと、高倍率モードで撮影された画像からアライメントマークの位置を検出するステップと、検出されたアライメントマークの位置情報に基づいて基板上に座標原点を再設定するステップと、再設定された座標原点に基づいてアライメントマークを高倍率モードで再撮影するステップと、高倍率モードで再撮影された画像からアライメントマークの位置を検出するステップとを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
低倍率モードと高倍率モードの少なくとも２つのモードで撮影可能な撮像手段と該撮像手段により撮影した画像の認識手段とを備える座標測定装置による座標測定方法であって、アライメントマークを撮影した画像をモデルパターンとして座標測定装置に登録するステップと、アライメントマークが形成される設計上の領域を低倍率のモードで撮影するステップと、撮影された画像に対して前記モデルパターンを用いてパターンマッチング法を適用してアライメントマークを検出するステップと、検出されたアライメントマークの位置情報に基づいて基板上に座標系を設定するステップと、設定された座標系に基づいてアライメントマークが形成される基板上の設計上の領域を高倍率モードで撮影するステップと、高倍率モードで撮影された画像からアライメントマークの位置を検出するステップと、検出されたアライメントマークの位置情報に基づいて基板上に座標系を再設定するステップと、再設定された座標系に基づいてアライメントマークが形成される基板上の設計上の領域を高倍率モードで再撮影するステップと、高倍率モードで再撮影された画像からアライメントマークの位置を検出するステップとを含むことを特徴とする座標測定方法。
【請求項２】
前記高倍率モードで撮影された画像からアライメントマークの位置を検出するステップは、撮影された画像に映り込んでいるアライメントマークのエッジを検出するステップと、検出されたエッジからアライメントマークの設計上の形状寸法に基づいてアライメントマークの中心位置を算出するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の座標測定方法。
【請求項３】
高倍率モードで再撮影された画像からアライメントマークを検出するステップは、撮影された画像に映り込んでいるアライメントマークのエッジを検出するステップと、相対向するエッジの中心を算出するステップとを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の座標測定方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載のいずれかの座標測定方法により測定されたアライメントマークの座標から、各アライメントマーク間の寸法を測定することを特徴とする寸法測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標測定方法及びこの座標測定方法を用いた寸法測定方法に関するものであり、特に、液晶表示パネルなどの基板の表面に形成されたアライメントマークの座標測定に好適な座標測定方法と、測定された座標に基づいて基板の所定箇所の寸法を測定するのに好適な寸法測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示パネルは、その表面に薄膜トランジスタの配列が形成されたアレイ基板と、その表面に赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の着色層の配列が形成されたカラーフィルタ基板とが、所定の間隔をもって対向して配設され、その隙間に液晶が充填されるという構成を備える。
【０００３】
アレイ基板上の薄膜トランジスタの配列は、一般的にはフォトリソグラフィー法により形成される。このときに、温度変化に起因するアレイ基板の熱伸縮により、形成される薄膜トランジスタの配列パターンの倍率が変化してしまう場合がある。また、露光装置に設けられる干渉計のミラーが歪むと、露光される薄膜トランジスタの配列パターンが例えば平行四辺形に歪んでしまう場合がある。
【０００４】
このような、薄膜トランジスタの配列パターンの倍率が変化した、または薄膜トランジスタの配列パターンの形状が歪んだアレイ基板と、カラーフィルタ基板とが貼り合わされると、薄膜トランジスタの配列ピッチと着色層の配列ピッチとがずれることになる。そして、このずれが大きい場合には、このような液晶パネルは不良品となる。そこで、カラーフィルタ基板と貼り合わされる前に、アレイ基板の表面に形成される薄膜トランジスタの配列パターンの寸法を測定し、このような不良品が発生しないようにしている。
【０００５】
アレイ基板の表面に形成される薄膜トランジスタの配列パターンの寸法や形状など、基板上の所定の箇所の寸法測定には、例えば超精密座標測定装置などが用いられている。そして、まずラフアライメントによって、基板の表面に形成されるアライメントマークのおおよその座標を測定し、次いで、その測定結果に基づいたファインアライメントによって、アライメントマークの座標を精密に測定するという２段階の方法が用いられている。
【０００６】
具体的には例えば、あらかじめ基板上のアライメントマークを撮影した画像をモデルパターンとして登録しておく。ラフアライメントにおいて、低倍率（広視野）の撮像手段でアライメントマークが形成される基板の特定領域を撮影し、この画像とモデルパターンとのパターンマッチングにより、アライメントマークの座標を算出する。次いでファインアライメントにおいて、算出した座標に基づいて、アライメントマークが形成される領域を高倍率の撮像手段で撮影し、撮影した画像からアライメントマークの座標を高精度で測定する、という方法が用いられる。
【０００７】
このような２段階の方法によれば、ファインアライメントに要する時間を短縮することができ、その結果全体として高精度の座標測定や寸法測定を短時間で行うことができる。
【０００８】
しかしながらこのような方法では、ラフアライメントによるアライメントマークの座標の測定精度が低いと、ファインアライメントにおいて、高倍率の撮像手段によりアライメントマークを撮影する際に、アライメントマークが高倍率の撮像手段の視野からずれやすくなる。特に、あらかじめ撮影しておいたモデルパターンにおいて、座標測定の基準となる位置（例えば画像枠の中心）と、撮影されたアライメントマークにおいて、座標測定の基準となる位置（たとえば、アライメントマークのの中心点）とがずれている場合に、このずれが発生する。そしてこのずれが大きいと、アライメントマークの認識が困難又は不可能となり、座標測定や寸法測定ができないというエラーが発生する。
【０００９】
このようなエラーが発生した場合には、そのエラーが発生した基板については、座標測定を最初からやり直す必要がある。また、このエラーが続発する場合には、モデルパターンの撮影をやり直す必要が生じうる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２５１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このようなエラーによる測定のやり直しやモデルパターンの撮影のやり直しは時間を要するため、工程時間を短縮するためには、エラーが生じないようにする必要がある。また、モデルパターンの撮影において、アライメントマークの中心が例えば画像枠の中心に正確に位置するような画像を撮影することは、極めて困難である。したがって、モデルパターンにおいてアライメントマークが画像枠の所定の位置に正確に位置していないような場合であっても、エラーが発生することなく座標測定を続行できることが望ましい。
【００１２】
上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、ラフアライメントにおけるアライメントマークの座標測定の精度が低い場合であっても、その後のファインアライメントにおいて、アライメントマークの座標を測定できる座標の測定方法を提供すること、又はこのような座標測定方法を用いる寸法測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような課題を解決するため、少なくとも低倍率モードと高倍率モードの２つのモードで撮影可能な撮像手段と該撮像手段により撮影した画像の認識手段を備える座標測定装置を用いて、次のようにしてアライメントマークの座標を測定する。
【００１４】
まず、アライメントマークを撮影した画像をモデルパターンとして座標測定装置に登録する。ここでモデルパターンとして登録する画像は、その画像枠と映り込んでいるアライメントマークとの位置が多少ずれているものであってもよい。
【００１５】
次いで、アライメントマークが形成される設計上の領域を低倍率のモードで撮影し、撮影された画像に対して前記モデルパターンを用いてパターンマッチング法を適用してアライメントマークの位置を測定する。そして検出されたアライメントマークの位置情報に基づいて基板上に座標系を設定し、設定された座標系に基づいてアライメントマークが形成される基板上の設計上の領域を高倍率モードで撮影する。ここで、モデルパターンにおいて画像枠とアライメントマークとの位置にずれがあると、測定結果はそのずれを含む。このため、高倍率モードで撮影された画像には、アライメントマークの位置を検出するためにアライメントマークが十分に映り込んでいない場合がある。
【００１６】
そこで、この画像を用いて、座標系のずれを補正する。すなわち、高倍率モードで撮影された画像からアライメントマークの位置を検出し、検出されたアライメントマークの位置情報に基づいて基板上に座標系を再設定する。そして、再設定された座標原点に基づいてアライメントマークが形成される基板上の設計上の領域を高倍率モードで再撮影し、高倍率モードで再撮影された画像からアライメントマークの位置を最終的に測定する。
【００１７】
ここで、座標系の再設定のために前記高倍率モードで撮影された画像からアライメントマークの位置を検出する方法として、撮影された画像に映り込んでいるアライメントマークのエッジを検出し、この検出されたエッジからアライメントマークの設計上の形状寸法に基づいてアライメントマークの中心位置を算出する方法が適用できる。
【００１８】
また、高倍率モードで再撮影された画像から最終的にアライメントマークを検出する方法として、撮影された画像に映り込んでいるアライメントマークのエッジを検出し、相対向するエッジの中心を算出することによりアライメントマークの中心位置を算出する方法が適用できる。
【００１９】
そして、基板の寸法測定方法として、前記各方法により検出された各アライメントマークの座標から、各アライメントマーク間の寸法を算出する方法が適用できる。
【発明の効果】
【００２０】
このような構成によれば、再設定された座標系に基づいて撮影された画像が、アライメントマークの座標の高精度での測定に用いられる。このような画像は、モデルパターンにおける画像枠とそこに映り込んでいるアライメントマークの位置のずれが補正されているから、画像枠からアライメントマークが大きくずれていなくなっている。したがって、高精度でのアライメントマークの位置の測定の際に、測定ができないというエラーの発生を抑制でき、測定のやり直しや、モデルパターンの再撮影、再登録の手間が減少する。このため座標測定工程の時間の短縮を図ることができる。
【００２１】
また、座標原点の再設定の際にアライメントマークの中心を測定する方法として、画像枠内に映り込んでいるアライメントマークのエッジから推測する方法を用いれば、画像枠内には少なくともアライメントマークのエッジが映り込んでいれば、アライメントマークの中心座標が測定できる。このため、測定ができないというエラーの発生を抑制できる。
【００２２】
そして、高精度でアライメントマークの座標測定において、撮影された画像に映り込んでいるアライメントマークのエッジを検出し、相対向するエッジの中心を算出する方法とすれば、設計上の寸法形状と現実の寸法形状とに誤差があった場合でも、座標を正確に測定できる。そして、前記の通り再設定された座標原点を基準として撮影された画像を用いるから、測定ができないというエラーの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、本発明に係る座標の測定方法を「本方法」と称することがある。
【００２４】
以下に示す実施形態は、基板表面の所定の複数の位置に形成されるアライメントマークの座標を測定する方法である。ここでは、略方形で、その四隅近傍にそれぞれ１箇所ずつ形成される計４箇所のアライメントマークの座標を測定する方法を例に用いて説明する。複数のアライメントマークの座標を高精度で測定することにより、アライメントマーク間の距離や相対的な位置関係を測定することができる。このような方法が適用される場面としては、例えば、液晶表示パネルのアレイ基板において、アレイ基板表面に薄膜トランジスタのゲートパターンとともに形成された複数のアライメントマークの座標を測定し、これによりゲートパターンの寸法や形状を測定する工程などが挙げられる。
【００２５】
本方法は、例えば超精密座標測定装置などを用いて実施される。本発明を実現するための超精密座標測定装置は、基板を載置するステージと、このステージ上を移動してステージに載置された基板の所定の領域を撮影できる撮像手段（以下、「アライメントカメラ」と称する）と、このアライメントカメラで撮影した画像の記憶、認識やその他の必要な処理を行う処理手段とを備える。また、このアライメントカメラは、少なくとの低倍率（広視野）と高倍率の２つのモードを備え、適宜モードを切り替えて撮影できるように構成される。なお、このような構成は、従来一般の超精密座標測定装置に実現されているものであり、本方法はこのような従来一般の超精密座標測定装置を用いて実現できることから、超精密座標測定装置の構成等の詳細な説明は省略する。
【００２６】
本方法の実施形態は、ラフアライメント工程とファインアライメント工程とを含み、ファインアライメント工程は、さらにファインアライメントの第１工程とファインアライメントの第２工程とを含む。ラフアライメント工程においては、画像のパターンマッチング法を用いて基板上に形成されるアライメントマークのおおよその座標を測定する。ファインアライメント工程においては、後述する所定の方法を用いてアライメントマークの座標を高精度に測定する。そして、この測定結果から、アライメントマーク間の寸法や位置関係を測定する。
【００２７】
まずあらかじめ、パターンマッチング法の実施の際にモデルパターンとして用いる画像を撮影し、これを超精密座標測定装置に登録する。このモデルパターンは、基板表面に形成されるアライメントマークを撮影した画像である。図１は、本方法で用いられるモデルパターンを模式的に示した図であり、それぞれ図１（ａ）は理想的なモデルパターンを示した図、図１（ｂ）は実際のモデルパターンを示した図である。この図１に示すように、本実施形態においては、二本の線分が直交する略十字形状のアライメントマークを用いる。
【００２８】
画像枠２１内において座標測定の基準となる点として、画像枠２１の中心点２４を用いる。一方、アライメントマーク１において座標測定の基準となる点として、アライメントマーク１を構成する二本の線分の各中心線１１，１２の交点１３を用いる（以下、この中心線１１，１２の交点１３を「アライメントマークの中心点１３」と称する）。パターンマッチング法で用いるモデルパターンは、画像枠内において座標測定の基準となる点に、アライメントマークにおいて座標測定の基準となる点が正確に位置していることが好ましい。したがって、このモデルパターンは、図１（ａ）に示す理想的なモデルパターン２のように、画像枠２１の中心点２４とアライメントマーク１の中心点１３とが正確に一致していることが好ましい。
【００２９】
しかしながら、画像枠２１の中心点２４と、アライメントマーク１の中心点１３とが正確に一致するような画像を撮影することは、現実には極めて困難である。また、画像枠２１の中心点２４に、精度よくアライメントマーク１の中心点１３が位置するような画像を撮影するためには、アライメントカメラの位置合わせを慎重に行う必要があり、この作業時長時間を要する。このため、画像枠２１の中心点２４と、アライメントマーク１の中心点１３との多少のズレは許容するものとする。したがって実際には、図１（ｂ）に示す実際のモデルパターン２’のような、画像枠２１の中心点２４とアライメントマーク１の中心点１３とがずれた画像が登録される。
【００３０】
ラフアライメント工程では、登録されたモデルパターンを用いて、各アライメントマークのおおよその座標を測定する。まず、超精密座標測定装置のステージに載置された基板の四隅に、押し当てピンを当接させる方法などにより基板の外形を測定し、測定した外形から基板の中心点を算出する。そしてこの算出した中心点を基板の座標原点とする。この座標原点を基準として、各アライメントマークが形成される設計上の位置にアライメントカメラを移動させ、当該位置が含まれる領域を低倍率モードで撮影する。
【００３１】
そして、撮影した画像に対して、登録されたモデルパターンによりパターンマッチング法を実施する。具体的には、まず撮影された画像の所定の領域内から、登録されたモデルパターンに近似したパターンを検索、照合する。そしてもっとも近似したパターンが得られた際のモデルパターンの画像枠の中心点の座標を、アライメントマークの中心点の座標の測定結果とする。なお、本方法において用いられるパターンマッチング法は、画像認識などに用いられる従来一般のパターンマッチング法と同じ方法が適用できることから、詳細な処理手順や処理内容等の説明は省略する。
【００３２】
次いで、測定された各アライメントマークの中心点の座標から、ファインアライメント工程において座標測定の基準として用いる座標系を設定する。図２は、この座標系の設定方法を模式的に示した図である。この図２を参照して説明すると、基板３の四隅近傍にそれぞれ形成される計４箇所のアライメントマーク１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのうち、互いに隣接するアライメントマーク（図２においては１ａと１ｂ、１ｃと１ｄ）の２箇所の中点４３，４４を算出し、この算出した２箇所の中点４３，４４のさらにその中点を算出する。そしてこの中点を基板の座標原点Ｏ、先に算出した２箇所の中点４３，４４を通過する軸をｘ軸、このｘ軸に直交する軸をｙ軸とする座標系を設定する。
【００３３】
図３は、座標系の実際の設定状態を示した模式図であり、図３（ａ）は基板全体を示した図、図３（ｂ）はアライメントマークの座標測定に用いたモデルパターンを示した図、図３（ｃ）は設定された座標系の座標原点及びその近傍を示した図であり、図３（ａ）のＡ部近傍を拡大して示した図である。この図３（ｂ）に示すモデルパターン２’は、映り込んでいるアライメントマーク１の中心点１３が、その画像枠２１の中心点２４から偏位しているものである。図においては、ｘ軸の偏位量を符号ａ、ｙ軸の偏位量を符号ｂで示している。
【００３４】
本方法のパターンマッチング法においては、モデルパターン２’の画像枠２１の中心点２４にアライメントマーク１の中心点１３が位置するものとみなして座標が測定される。したがって、図３（ｂ）に示すモデルパターン２’を用いてパターンマッチング法を実行すると、各アライメントマークの座標はこの偏位量だけ偏位した測定結果が得られる。図３（ａ）は、現実の各アライメントマーク１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの座標と、測定された各アライメントマーク１ａ’，１ｂ’，１ｃ’，１ｄ’の座標のずれを模式的に示す。この図３（ａ）に示すように、測定結果にかかる各アライメントマーク１ａ’，１ｂ’，１ｃ’，１ｄ’の座標は、現実のアライメントマーク１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの座標から、モデルパターンの画像枠とアライメントマークのずれの分だけ偏位した位置にある。この結果、図３（ｃ）に示すように、測定された各アライメントマーク１ａ’，１ｂ’，１ｃ’，１ｄ’の座標から設定された座標原点Ｏ’は、現実のアライメントマーク１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの中心点の座標に基づいて設定されたであれば座標原点となっていたであろう点Ｏから偏位した位置にある。図３（ｃ）においては、設定された座標原点Ｏ’と点Ｏとのｘ軸の偏位量を符号ｃ、ｙ軸の偏位量を符号ｄで示している。
【００３５】
次いで、ファインアライメント工程に移る。このファインアライメント工程は、第１工程と第２工程を含む。第１工程は、前記ラフアライメント工程により設定された座標原点のずれを補正し、より正確な座標系を設定する工程である。第２工程は、第１工程により再設定された座標系を基準に用いてアライメントマークの座標を高精度で測定する工程である。
【００３６】
ファインアライメントの第１工程は、まず、ラフアライメント工程により設定された座標原点Ｏ’（図３（ａ）又は（ｃ）参照）を基準に用いて、アライメントマークが形成される設計上の位置にアライメントカメラを移動させ、基板上に形成されるアライメントマークを高倍率モードで撮影する。
【００３７】
図４は、高倍率モードで撮影された画像の画像枠とアライメントマークの位置関係を示した模式図である。それぞれ、図４（ａ）は、画像枠５１の中心点５４とアライメントマーク１の中心点１３とが一致している状態を示した図、図４（ｂ）は、アライメントマーク１の中心点１３が画像枠５１の中心点５４から少しずれた状態を示した図、図４（ｃ）は、アライメントマーク１の中心点１３が画像枠５１の中心点５４から大きくずれた状態を示した図である。
【００３８】
高倍率モードで基板の表面に形成されるアライメントマークを撮影する際、画像枠５１の中心点５４にアライメントマーク１の中心点１３が正確に位置した場合には、図４（ａ）に示すような画像が得られる。しかしながら実際には、フォトリソグラフィ法の露光時において、温度変化によるパターンの倍率の変化や、干渉計のミラーの歪みによるパターンの変形などにより、各アライメントマークの実際の座標が、設計上の座標からずれている場合がある。さらに、ラフアライメント工程のパターンマッチング法において用いたモデルパターンが、その画像枠の中心点と、そこに映り込んでいるアライメントマークの中心点とがずれていた場合には、このずれが前記ずれに加算される。したがって実際には、図４（ｂ）又は（ｃ）に示すように、撮影された画像の画像枠５１の中心点５４と、そこに映り込んでいるアライメントマーク１の中心点１３とがずれている場合がある。
【００３９】
従来の座標測定方法では、このような画像を用いてアライメントマーク１の中心点１３の座標を高精度に測定している。この高精度の座標測定方法は各種あるが、そのうちの１つについて図４（ａ）を参照して簡単に説明する。まず、アライメントマーク１を構成する２本の線分のそれぞれについて、その交差部を挟んだ前後両側の位置で、これらの線分のエッジ６１〜６８のうち、画像枠５１内に映り込んでいる部分６１ａ〜６８ａを検出する。なお、図４においては、各エッジ６１〜６８の画像枠５１内に映り込んでいる部分６１ａ〜６８ａを、太線で強調して示している。そしてエッジの検出された部分６１ａ〜６８ａから、２本の線分の中心線１１’，１２’を測定する。具体的には、それぞれ平行するエッジの組（図４（ａ）においては、６１ａと６２ａ、６３ａと６４ａ、６５ａと６６ａ、６７ａと６８ａの各組）の中間を各線分の中心線とする。そしてこれらの中心線１１’，１２’の交点をアライメントマーク１の中心点１３とする。この測定方法は「多点トンボマーク中心幅」と呼ばれるものである。
【００４０】
このような方法を用いると、アライメントマーク１の中心点１３の座標を高精度に測定することができる。しかしながらこのような方法では、画像枠５１の中心点５４とそこに映り込んでいるアライメントマーク１の中心点１３とがずれている場合、アライメントマーク１の中心点１３の座標の測定ができない場合が生じる。具体的には、図４（ｂ）に示すように、エッジ６１，６２，６７，６８の画像枠５１内に映り込んでいる部分６１ａ，６２ａ，６７ａ，６８ａの長さが短いと、対となるエッジ間の中心線１１’，１２’の測定が困難となる場合がある。また、図４（ｃ）に示すように、画像枠５１内に映り込んでいないエッジ（この場合には、エッジ６１，６２，６３，６５，６７，６８）が存在する場合には、このような方法での中心線の測定ができない。
【００４１】
そこで、前記「多点トンボマーク中心幅」による高精度の測定ができるように、画像枠５１の中心点５４と、そこに映り込んでいるアライメントマーク１の中心点１３とのずれを補正し、このずれが小さくなった画像を撮影するための新たな座標系を設定する。
【００４２】
図５は、図４（ｃ）に示す画像から新たに座標系を設定する方法を模式的に示した図である。ラフアライメント工程において設定された座標系に基づいて撮影された画像５を解析し、画像枠５１内に映り込んでいるアライメントマーク１のエッジのうち、直交する２本のエッジ６４ａ，６６ａを検出する。次いで検出したこれらのエッジ６４ａ，６６ａの位置から、アライメントマーク１を構成する線分の設計上の線幅の１／２の距離（図においては符号ｅで示す）だけ、線分の中心側にオフセットした位置に中心線１１”，１２”を設定する。そしてこれら設定した中心線１１”，１２”の交点をアライメントマーク１の中心点１３”とする。このような方法によれば、アライメントマーク１の中心点１３が画像枠５１の中心点５４からずれているような場合であっても、アライメントマーク１を構成する２本の線分のエッジのうち、少なくとも２本の直交するエッジが映り込んでいれば、アライメントマークの中心点の座標を測定できる。このため、アライメントマーク１の中心点の座標測定ができなくなるというエラーの発生を抑制できる。
【００４３】
そして、このようにして測定したアライメントマーク１の中心点１３”の座標から、新たに座標系を設定する。ここでの座標系の設定方法は、ラフアライメント工程において用いた方法と同じ法法が適用できることから、説明は省略する（図２参照）。
【００４４】
次にファインアライメントの第２工程に移る。まず、ファインアライメントの第１工程において新たに設定された座標系を基準として、基板表面のアライメントマークの中心点が形成される設計上の位置にアライメントカメラを移動させる。そして、再び高倍率モードで基板上のアライメントマークを撮影する。ここで、ファインアライメントの第１工程により座標原点位置が補正されているから、このようにして撮影された画像は、映り込んでいるアライメントマークの中心点の画像枠５１の中心点５４からのずれが小さくなっている。このため、図４（ｃ）に示すような、画像枠５１内にアライメントマーク１の８本のエッジのうちの一部しか映り込んでいないような画像が撮影されることが少なくなる。
【００４５】
そして、撮影された画像から、各アライメントマークの中心点の座標を高精度に測定する。ここでの高精度の座標の測定方法には、前記「多点トンボマップ中心幅」が適用できる。
【００４６】
このように、ファインアライメントの第１工程において設定し直した座標系を基準としてアライメントマークの中心点座標を測定すれば、測定が不可能となることが少なくなる。このため、座標の測定のやり直しや、モデルパターンとなる画像の撮影及び登録のやり直しの手間が少なくなる。この結果、座標測定に要する時間を短縮できる。特に、多数の基板を流れ作業的に処理する場合に有効である。
【００４７】
なお、本方法は、条件によっては、ラフアライメント工程において設定した座標系の修正を行わずに、直ちに高精度でアライメントマークの座標測定を行うことも可能である。
【００４８】
ファインアライメントの第１工程において行う座標系の再設定は、高倍率モードで撮影した画像の画像枠内に、アライメントマークの高精度な座標測定を行うのに必要となるエッジが映り込んでいない場合に必要となる。図４を参照して説明すると、「多点トンボマーク中心幅」によってアライメントマーク１の中心点１３の座標を測定する場合、図４（ｃ）に示すように、画像枠５１内に２本のエッジ６４ａ，６６ａしか映り込んでいないと、座標の測定ができない。また図４（ｂ）に示すように、８本のエッジ６１ａ〜６８ａが映り込んでいたとしても、中心線の算出に必要となる長さが映り込んでいないエッジが存在すると、座標の測定ができない（図４（ｂ）においてはエッジ６１ａ，６２ａ，６７ａ，６７ａがそれに該当する）。
【００４９】
しかしながら、ラフアライメント工程において設定された座標系を基準として高倍率モードでアライメントマークを撮影した結果、撮影したすべての画像について、高精度での「多点トンボマーク中心」による測定ができる程度までアライメントマーク１が映り込んでいる場合もありうる。このような場合には、新たに座標系を設定し直す必要はなく、直ちに「多点トンボマーク中心」による座標測定を行ってもよい。
【００５０】
以下、変形例として、条件に応じて座標系の再設定を省略する構成について説明する。なお、以下の説明においては、主に前記実施形態と相違する部分について説明し、同じ部分については省略する。まずあらかじめ、パターンマッチング法の実行においてモデルパターンとして用いる画像を撮影し、それを超精密座標測定装置に登録する。そして、登録されたモデルパターンを用いてアライメントマークの座標を測定して座標系を設定する。このモデルパターンの構成やラフアライメント工程は、前記実施形態で示した構成と同じである。
【００５１】
ファインアライメント工程は、まず、ラフアライメント工程により設定された座標原点を基準として、基板表面のアライメントマークが形成される設計上の位置にアライメントカメラを移動させる。そして、基板表面に形成される各アライメントマークを高倍率モードで撮影し、アライメントマークの中心点の座標を高精度で測定する。この測定方法は、前記「多点トンボマーク中心幅」が適用できる。
【００５２】
ただし、撮影された画像が、図４（ｃ）に示すように、画像枠５１内に、「多点トンボマーク中心」による中心点の測定に必要となるエッジが映り込んでいない場合がある。また、図４（ｂ）に示すように、必要なエッジがすべて映り込んでいる場合であっても、測定に必要な長さに満たない場合がある。このような場合には、前記実施形態に示したように、高精度の座標測定は行わずに新たな座標系の設定を行う。そしてそれ以降は、前記実施形態の方法と同じ方法により、各アライメントマークの中心点の座標を高精度で測定する。
【００５３】
このような構成によれば、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができ、かつ、ラフアライメント工程において設定した座標系を基準として用いても高精度な座標測定が行える場合には、直ちに高精度な座標測定を実行できるから、測定時間の短縮をはかることができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明は前記各実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の改変が可能であることはいうまでもない。
【００５５】
例えば、前記実施形態においては、方形でその四隅にそれぞれ１個ずつのアライメントマークが形成される基板について適用する構成を示したが、アライメントマークの位置や数は限定されるものではない。また、アライメントマークの形状についても、略十字形状のものに限定されるものではなく、アライメントマークのエッジの一部からその中心位置が推測できるような形状であればよい。例えば、円形、多角形などのアライメントマークについても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る座標の測定方法において、パターンマッチング法のモデルパターンとして用いる画像を模式的に示した図であり、（ａ）は理想的なモデルパターンを、（ｂ）は現実のモデルパターンを示す。
【図２】本発明に係る座標の測定方法において、座標系の設定方法を模式的に示した図である。
【図３】前記方法における実際の座標系の設定状態を示した図であり、（ａ）は、基板全体を示した図、（ｂ）は設定に用いたパターンマッチング法のモデルパターンを示した図、（ｃ）は（ａ）の座標原点及びその近傍を拡大して示した図である。
【図４】高倍率モードで撮影したアライメントマークと画像枠の関係を示した図であり、（ａ）は、画像枠の中心とアライメントマークの中心とが一致している状態を示した図、（ｂ）は、アライメントマークの中心が画像枠の中心から少しずれた状態を示した図、（ｃ）は、アライメントマークの中心が画像枠の中心から大きくずれた状態を示した図である。
【図５】前記方法において、座標系の修正の際にアライメントマークの中心点を測定する方法を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  アライメントマーク
２  モデルパターン
３  基板
１１、１２  アライメントマークの中心線
１３  アライメントマークの中心点
２１  モデルパターンの画像枠
２４  モデルパターンの中心点
４３，４４  アライメントマークの中点
５１  高倍率モードで撮影された画像の画像枠
５４  高倍率モードで撮影された画像の中心点
【図１】
2006292426.tif 000002
【図２】
2006292426.tif 000003
【図３】
2006292426.tif 000004
【図４】
2006292426.tif 000005
【図５】
2006292426.tif 000006