(57)【要約】【課題】露光装置の光学系、ステージ、構造体の振動解析及び、露光ムラ計測装置により得られた情報より、露光中に露光ムラ発生の有無の検知と自動キャリブレーションが可能な露光装置システムを提案することを目的とする。【解決手段】露光装置システムは、露光中の露光ムラ発生の有無を検知するために、稼動情報取得手段153と、露光ムラ発生閾値更新手段154と、露光ムラ検知手段155と、を有する。また、露光ムラの早期解決を可能にするために、メカ制御手段152を有する。【選択図】  図１
2015087514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置の稼動情報取得手段と、露光ムラ検知手段と、露光ムラ発生閾値更新手段とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記露光ムラ発生閾値更新手段は過去の稼動情報と、前記露光ムラ計測装置で計測された露光ムラ計測情報を用いて更新し、
前記稼動情報は、
各露光ショット固有の露光ショットIDと、
前記露光ショットID番号に対応する露光処理の露光速度と、
前記露光ショットID番号がつけられた際のメカ構造の振動解析値と、
の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記露光ムラ計測情報は露光処理が完了したガラスプレート基板を前記露光ムラ計測装置で画像処理を適用することによって得られる情報であって、
ガラスプレート基板上に形成された露光ムラの形状情報と、
ガラスプレート基板上に形成された露光ムラの発生間隔と、
の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項2に記載の露光装置。
【請求項４】
前記露光ムラ検知手段は、露光中の稼動情報と前記露光ムラ発生閾値とを比較して前記稼動情報が前記露光ムラ発生閾値を超えていたら露光ムラが発生していると検知するアルゴリズムを有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項５】
前記メカ制御手段は、前記露光ムラ検知手段により露光ムラが発生していると検知された場合、制御パラメータの更新を行うことで露光ムラを減少させることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの製造工程で用いられる露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルの製造工程の一過程であるリソグラフィー工程において、露光装置が用いられるが、近年、液晶パネルの高精細化、大型化、低価格化に伴い露光装置にはパターンの微細化、露光装置の大型化、高スループット動作が要求されている。
【０００３】
パターンの微細化を実現するためには、高い露光精度を必要とする。そのため、ガラスプレート基板上に形成されたパターンの微細な線幅の変化や重ね合わせ精度の変化、またはフォーカスの変化の対策が必要である。これらの問題に対してさまざまな手法が考案されている。例えば、露光装置を制御するための制御パラメータを自動更新するシステム(特許文献１参照）や、リソグラフィー工程において計測データの解析方法（特許文献２参照）についてである。
【０００４】
一方、露光装置の大型化と高スループット動作に伴い、露光動作時に発生する光学系、ステージ、構造体（以後、メカ構造と総称する。）の振動の影響で、前記のパターン線幅の変化や重ね合わせ精度の変化、フォーカス変化とは別に、人間の視覚で確認できる露光スリット形状に合わせたムラ（以後、露光ムラと総称する。）が発生する問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６７２３２号公報
【特許文献２】特開２００２−７５８１５号公報
【発明の概要】
【０００６】
露光装置のメカ構造のメカニカル振動によって発生する露光ムラを自動検知し、露光ムラの発生要因を自動で判別する機能を備えた露光装置制御システムを用いることで、露光ムラの早期解決が可能な露光装置システムを提供する。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の露光装置システムでは露光中に露光ムラ発生の有無を検知することは困難であった。それゆえ、生産不良品を大量に発生させてしまう可能性を有した。さらに、露光ムラの発生要因を判別することは困難で、解決に時間を要するということが課題であった。
【０００８】
そこで本発明は、露光処理を繰り返していく過程で過去のデータを蓄積し、そのデータを利用して露光中に露光ムラが発生しているか検知する。露光ムラの検知を行うことで従属的に露光ムラの発生要因も自動で判別できる。また、露光ムラが発生していた場合、適切な対処を自動で行うことで露光ムラの早期解決可能な露光装置システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面としての露光装置システムは、露光中の露光ムラ発生の有無を検知するために、稼動情報取得手段と、露光ムラ発生閾値更新手段と、露光ムラ検知手段と、を備える。また、露光ムラの早期解決を可能にするために、メカ制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、露光処理を繰り返していく過程で過去のデータを蓄積し、そのデータを利用して露光中に露光ムラが発生しているか検知する。露光ムラが発生していた場合、露光ムラの発生要因を自動で判別することが可能である。また、適切な対処を自動で行うことで、露光ムラ問題の解決に時間を要さない露光装置システムを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における露光装置システム構成の概略を示した図である。
【図２】本発明の実施形態における露光方法のフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態におけるメカ構造の概略を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態である露光装置システム構成の概要図である。本実施形態の露光装置システムは、図1に示すように、露光ムラ計測装置110と露光装置120で構成される。
【００１４】
前記露光ムラ計測装置110は露光ムラ計測手段111として画像処理を用いて露光ムラを計測するアルゴリズムとその露光ムラ計測情報112を備える。露光ムラ計測情報は、例えば、露光ムラの形状や露光ムラの発生間隔の情報である。また、露光ムラ計測情報を検索するための露光ショットIDを備える。ここで、露光ショットIDとは、露光装置によって露光処理が行われるガラスプレート基板1枚から製造する液晶パネルの枚数（以後、露光ショット数と総称する。）毎に割り振られた固有のID番号である。
【００１５】
露光装置120はメカ構造130と格納手段140と処理手段150で構成される。
【００１６】
前記メカ構造130は露光装置のメカ構造物であり、ステージ131と投影光学系132と構造体133を備え、それぞれ振動計測手段134と、駆動手段135を備える。
【００１７】
具体的に説明すると、ステージ131は、露光処理時に使用するマスクパターンが描かれたマスクプレート（以後、マスクと総称する。）を載せて駆動させるマスクステージと、マスクパターンを露光するガラスプレート基板を載せて駆動させるプレートステージである。投影光学系132は、マスクパターンをガラスプレートに露光処理する光学系である。構造体133は前記ステージ131と投影光学系132を支える構造物である。また、振動計測手段134として、例えば、加速度計、レーザ干渉計を用いる。駆動手段135として、例えば、アクチュエータを用いる。
【００１８】
前記格納手段140はコンピュータの記憶媒体で、露光ムラ発生閾値141と露光処理工程の中で蓄積した稼動情報142を備える。
【００１９】
具体的には、露光ムラ発生閾値141は、例えば、露光ムラが発生する各メカ構造の振動限界を示した閾値である。また、振動情報を周波数解析した値から得られる、露光ムラの要因となる特定の周波数成分と、その量の閾値である。また、露光ムラ発生閾値141は初期値を持ち、後述する図１の露光ムラ発生閾値更新手段154によって更新される。
【００２０】
稼動情報142は、例えば、露光ショットIDと露光ショットIDに対応した露光速度と、振動計測手段134で計測された振動計測値と、それらの周波数解析値を備える。ここで、稼動情報142の露光ショットIDは露光ムラ計測装置110の露光ムラ計測情報112で備える露光ショットIDと共通のIDである。
【００２１】
前記処理手段150は各機能を実現させるためのアルゴリズムである。それぞれ、メカ構造を制御するための制御パラメータ151と、メカ制御手段152としてのアルゴリズムと、稼動情報取得手段153としてのアルゴリズムと、露光ムラ発生閾値更新手段154としてのアルゴリズムと、露光ムラ検知手段155としてのアルゴリズムと、これらを統括する露光処理制御手段156としてのアルゴリズムを備える。各アルゴリズムの具体的なフローチャートは図2で説明する。
【００２２】
次に、図2に基づいて前記露光装置制御システムの処理手段150に属する各アルゴリズムのフローチャートについて説明する。以下は図１の露光装置システム構成の概略と照らし合わせながら図2の各フローチャートの説明を行う。
【００２３】
初めに図2（a）に液晶パネル製造ラインにおける露光処理工程のフローチャートを示す（ステップsa01〜sa09）。
【００２４】
露光装置120にガラスプレートが搬入され（ステップsa02）、露光処理制御手段156によって露光処理が行われる（ステップsa03）。露光処理制御手段156のフローチャートは図2（b）で説明する。
【００２５】
次に、露光処理が完了したガラスプレートは現像して露光パターンが形成され（ステップsa04）、露光パターンを計測する露光ムラ計測装置110に搬入される（ステップsa05）。そして、画像処理を用いて露光ムラ計測を行い（ステップsa06）、露光ムラ計測情報112を取得する（ステップsa07）。
【００２６】
次に、露光ムラ計測情報112を用いて露光ムラ発生閾値更新手段154によって露光ムラ発生閾値141を更新する（ステップsa08）。露光ムラ発生閾値更新手段154のフローチャートは図2（f）で説明する。
【００２７】
図2（b）に前記露光処理制御手段156のフローチャートを示す（ステップsb01〜sb11）。
【００２８】
初めに、メカ構造の駆動指示を受けると（ステップsb02）、制御パラメータ151を用いて（ステップsb03）メカ構造130を駆動させる（ステップsb04）。ここで制御パラメータ151は初期値として出荷時に適切に調整された値を持つ。
【００２９】
次に、露光処理中である場合（ステップsb05）、稼動情報取得手段153によってメカ構造130の稼動情報142を取得する（ステップsb06）。稼動情報取得手段153のフローチャートは図2（c）で説明する。
【００３０】
次に、露光ムラ検知手段155によって現在露光中のガラスプレートに露光ムラが発生しているか検知を行う（ステップsb07）。露光ムラ検知手段155のフローチャートは図2（d）で説明する。露光ムラ検知手段によって露光ムラが発生していると検知された場合、メカ制御手段152を実行し（ステップsb08）、露光処理が終了するまで繰り返す（ステップsb09）。メカ制御手段152のフローチャートは図2（e）で説明する。
【００３１】
前記のフローを、露光ショットの回数分繰り返して露光処理を行う（ステップsb10）。
【００３２】
図2（c）に前記稼動情報取得手段153のフローチャートを示す（ステップsc01〜sc10）。
【００３３】
初めに、メカ構造130の振動計測を行い（ステップsc02）、振動計測値を取得する（ステップsc03）。その振動計測値を周波数解析し（ステップsc04）、周波数解析を取得する（ステップsc05）。
【００３４】
次に、前記振動計測値（ステップsc03）と周波数解析値（ステップsc05）に露光処理を行っている露光ショット固有のID（ステップsc06）と露光速度情報（ステップsc07）を統合して（ステップsc08）稼動情報142を取得する（ステップsc09）。
【００３５】
図2（d）に前記露光ムラ検知手段155のフローチャートを示す（ステップsd01〜sd09）。
【００３６】
図2（c）で取得した稼動情報142（ステップsd02）と露光ムラ発生閾値141（ステップsd03）の比較を行う（ステップsd05）。稼動情報が露光ムラ発生閾値を超えていた場合、そのメカ構造の部位を検索し（ステップsd06）、情報をインタフェース出力する（ステップsd07）ことでユーザに報知する。そして露光ムラ発生へ分岐する（ステップsd08）。また、稼動情報が露光ムラ発生閾値を超えていなかった場合は露光ムラ未発生へ分岐する（ステップsd09）。
【００３７】
図2（e）に前記メカ制御手段152のフローチャートを示す（ステップse01〜se06）。
【００３８】
初めに、露光ムラ発生回数をカウントする（ステップse02）。     
【００３９】
次に、露光ムラ発生回数が規定回数を超えたか判断を行う（ステップse03）。超えていなければ、露光ムラが減少するように制御パラメータ151の更新を行う（ステップse04）。制御パラメータの更新を行っても露光ムラが発生し続け、露光ムラ発生回数が規定回数を超えた場合、露光中の露光装置を停止させて（ステップse05）、露光ムラによる生産不良品を最小限に抑える。
【００４０】
図2（f）に露光ムラ発生閾値更新手段154のフローチャートを示す（ステップsf01〜sf10）。
【００４１】
露光ムラ計測情報112にアクセスして（ステップsf03）露光ムラが発生しているか判断を行う（ステップsf04）。露光ムラが発生していると判断された場合、過去の稼動情報142（ステップsf05）にアクセスして（ステップsf06）、露光ムラが発生した露光ショットIDを検索する（ステップsf07）。検索で一致した露光ショットIDとセットになっている稼動情報を用いて露光ムラ発生閾値の更新を行う（ステップsf08）ことで、新たな露光ムラ発生閾値とする（ステップsf09）。
【００４２】
次に、本発明を実現するために図１メカ構造130の構成を図3に示す。
【００４３】
図1メカ構造130のステージ131、投影光学系132、構造体133それぞれに対して最大6軸（X,Y,Z,Pitch,Roll,Theta）のメカ振動を計測する。なお、PitchはX軸に対する回転軸、RollはY軸に対する回転軸、ThetaはZ軸に対する回転軸とする。以下に一実施形態としてのステージ131、投影光学系132、構造体133の構成と振動計測手段を示す。
【００４４】
図１露光装置のステージ131は、図3のガラスプレート基板310を乗せて駆動するステージ311（以後、プレートステージと総称する）と、ガラスプレート基板310に投影するパターンが描かれたマスクプレート312を乗せて駆動するステージ313（以後、マスクステージと総称する）で構成される。プレートステージ311、マスクステージ313の振動計測手段は、位置制御で用いるレーザ干渉計314及び、レーザ干渉計315を用いる。
【００４５】
図１露光装置の投影光学系132は、ミラー投影光学系を用いる。図3に示すようにミラー投影光学系は鏡筒320と台形ミラー321と凹面ミラー322と凸面ミラー323で構成される。鏡筒には照射光の入射口324、照射口325を備える。振動計測手段は鏡筒320、台形ミラー321、凹面ミラー322、凸面ミラー323それぞれに取り付けた6軸計測可能な加速度計を用いる。
【００４６】
図１露光装置の構造体133は、プレートステージ311が載るプレート定盤330と鏡筒が載る鏡筒定盤331とマスクステージ313が載るマスク定盤332を備える。振動計測手段は、プレート定盤330、鏡筒定盤331、マスク定盤332それぞれに取り付けた6軸計測可能な加速度計を用いる。
【００４７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
112  露光ムラ計測情報
141  露光ムラ発生閾値
142  稼動情報
152  メカ制御手段
153  稼動情報取得手段
154  露光ムラ発生閾値更新手段
155  露光ムラ検知手段
【図１】
2015087514.tif 000003
【図２】
2015087514.tif 000004
【図３】
2015087514.tif 000005