レーザ加工用マスクの姿勢検出方法及びステージ精度評価方法
【課題】 従来の方法に比べて、より簡便に、かつ精度よく、加工対象物の走行方向に対するマスクの姿勢を検出することができるマスクの姿勢検出方法を提供する。
【解決手段】 評価用マスクを通して評価用基板にレーザビームを入射させて、第１及び第２の評価用パターンが転写された第１及び第２の転写イメージを形成する。評価用基板を、走行軸に平行に、かつ第１の転写イメージが第２の転写イメージよりも移動方向の前方に配置される向きに、該評価用基板を並進移動させる。評価用マスクを通して評価用基板にレーザビームを入射させて、第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第３及び第４の転写イメージを形成する。第２の転写イメージと第３の転写イメージとの位置関係を計測する。計測された位置関係、及び評価用マスクに形成されている第１の評価用パターンと第２の評価用パターンとの間隔に基づいて、走行軸に対する評価用マスクの姿勢を求める。
【解決手段】 評価用マスクを通して評価用基板にレーザビームを入射させて、第１及び第２の評価用パターンが転写された第１及び第２の転写イメージを形成する。評価用基板を、走行軸に平行に、かつ第１の転写イメージが第２の転写イメージよりも移動方向の前方に配置される向きに、該評価用基板を並進移動させる。評価用マスクを通して評価用基板にレーザビームを入射させて、第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第３及び第４の転写イメージを形成する。第２の転写イメージと第３の転写イメージとの位置関係を計測する。計測された位置関係、及び評価用マスクに形成されている第１の評価用パターンと第２の評価用パターンとの間隔に基づいて、走行軸に対する評価用マスクの姿勢を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工用マスクの姿勢検出方法及びステージ精度評価方法に関し、特にステージの走行軸に対するマスクの姿勢を検出する方法、及びステージの走行距離の精度を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１に、マスクを用いて断面を矩形に整形したレーザビームを加工対象物（ワーク）に入射させてレーザアニールを行う技術が開示されている。以下、特許文献１に開示されたレーザ加工を行う際に、ワークとマスクとの位置合せを行う方法について説明する。
【０００３】
ワークには、グローバルアライメント用のマークと、ファインアライメント用のマークが形成されている。マスクには、ファインアライメント用のマークに整合するマスクマークが形成されている。まず、ワークをプロセスステージ上に配置し、グローバルアライメントマークを検出することにより、ワークのグローバルアライメントを行う。次に、ワークのファインアライメントマークを検出してファインアライメントを行い、マスクを通してレーザビームを照射する。このときのレーザビームの照射痕とファインアライメントマークとの相対位置のずれを補正するように、マスクの位置を修正する。マスクの位置を修正することにより、所望の位置にレーザビームを入射させることができる。
【０００４】
次に、シーケンシャルラテラルソリディフィケーション（ＳＬＳ）方式によってガラス基板上のアモルファスシリコン膜を結晶化する方法について説明する。ＳＬＳ方式では、ビーム断面の幅が数μｍの長尺断面を持つパルスレーザビームをアモルファスシリコン膜に入射させながら、１ショットの入射領域と次のショットの入射領域とが部分的に重なるように、ビーム断面の幅方向にワークを移動させる。１ショットの照射で生じた結晶が連続的に横方向に成長していく。これにより、多結晶シリコン膜が形成される。上述の方式はｎショット方式と呼ばれる。
【０００５】
多結晶シリコン膜に薄膜トランジスタを形成する場合には、１０μｍを超えるような大きな結晶粒は必要とされない。このような場合には、２ショット方式と呼ばれるＳＬＳ方式が採用される。
【０００６】
図７Ａに、２ショット方式に用いられるマスクのパターンの一例を示す。マスク面にＵＶ直交座標系を定義する。マスクパターンは、透過領域と遮光領域とが、Ｖ軸に平行に、かつ交互に周期的に配列された２つのラインアンドスペースパターン１００Ａ及び１００Ｂで構成される。２つのラインアンドスペースパターン１００Ａ及び１００Ｂは、Ｖ軸方向に関して位相が１８０°ずれている。ラインアンドスペースパターン１００Ａ及び１００Ｂの各々のＵ軸方向の幅は例えば１ｍｍであり、Ｖ軸方向の長さは１０ｍｍである。透過領域の各々のＶ軸方向の幅が遮光領域の幅よりもやや広い。Ｕ軸方向に関しては、２つのラインアンドスペースパターン１００Ａ及び１００Ｂが接している。すなわち、２本のラインアンドスペースパターン１００Ａ及び１００Ｂの合計の幅は２ｍｍになる。なお、上述の寸法は、ガラス基板上に転写されたイメージに換算した寸法を示している。
【０００７】
図７Ｂに示すように、ガラス基板表面にＸＹ直交座標系を定義する。マスク表面に定義されたＵＶ座標のＵ軸がＸ軸と平行になるように、マスクの姿勢が調整されている。マスクを通して１ショットの照射を行うことにより、マスクパターンの転写イメージ１０１に相当する領域が多結晶化される。ガラス基板をＸ軸方向に１ｍｍ移動させて、２ショット目の照射を行う。これにより、２ショット目の転写イメージ１０２に相当する領域が多結晶化される。１ショット目の一方のラインアンドスペースパターン１００Ｂの遮光領域に対応する領域が、２ショット目の他方のラインアンドスペースパターン１００Ａの透過領域に対応する領域と重なるため、ラインアンドスペースパターン内の領域がＹ軸方向に関して隈なく多結晶化される。ガラス基板の移動とレーザ照射とを繰り返すことにより、広い領域を多結晶化させることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−７０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図７Ｃに、マスク表面に定義されたＵ軸とガラス基板の移動方向であるＸ軸とが平行ではなく、ややずれている場合のマスクパターンの転写イメージを示す。１ショット目の転写イメージ１０１の遮光領域に対応する領域と、２ショット目の転写イメージ１０２の透過領域に対応する領域とが完全には重ならない。このため、全面を隈なく多結晶化することができない。
【００１０】
図８Ａ〜図８Ｃを参照して、マスク表面に定義されたＵ軸とガラス基板の走行方向であるＸ軸とのずれを検出する方法について説明する。
【００１１】
図８Ａに示すように、マスクに、そのＵ軸方向に間隔を隔てて配置された２つの評価用パターンが形成されている。
【００１２】
図８Ｂに示すように、アモルファスシリコン膜が形成されたガラス基板上に、マスクを通してレーザビームを入射させることにより、評価用パターン１１０及び１１１の転写イメージ１１０Ａ及び１１１Ａを形成する。ガラス基板を移動させて、転写イメージ１１０Ａを撮像装置の視野１１２内に配置する。転写イメージ１１０Ａの画像データを解析することにより、転写イメージ１１０Ａの位置を検出する。
【００１３】
図８Ｃに示すように、もう一方の転写イメージ１１１Ａが視野１１２内に配置されるように、ガラス基板を移動させる。転写イメージ１１１Ａの画像解析を行うことにより、その位置を検出する。
【００１４】
２つの転写イメージ１１０Ａ及び１１１ＡのＹ軸方向に関する位置ずれ量から、Ｘ軸に対するＵ軸の傾きの大きさを算出することができる。
【００１５】
本発明の目的は、従来の方法に比べて、より簡便に、かつ精度よく、加工対象物の走行方向に対するマスクの姿勢を検出することができるマスクの姿勢検出方法を提供することである。本発明の他の目的は、加工対象物を移動させるステージの移動距離の精度を評価する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一観点によれば、（ａ）ある間隔を隔てて配置された第１及び第２の評価用パターンが形成された評価用マスクを通して、評価用基板にレーザビームを入射させて、該第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第１及び第２の転写イメージを形成する工程と、（ｂ）前記評価用基板を、走行軸に平行に、かつ前記第１の転写イメージが前記第２の転写イメージよりも移動方向の前方に配置される向きに、該評価用基板を並進移動させる工程と、（ｃ）前記工程ｂにおける並進移動後、前記評価用マスクを通して、前記評価用基板にレーザビームを入射させて、前記第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第３及び第４の転写イメージを形成する工程と、（ｄ）前記第２の転写イメージと前記第３の転写イメージとの位置関係を計測する工程と、（ｅ）前記工程ｄで計測された位置関係、及び前記評価用マスクに形成されている第１の評価用パターンと第２の評価用パターンとの間隔に基づいて、前記走行軸に対する前記評価用マスクの姿勢を求める工程とを有するレーザ加工用マスクの姿勢検出方法が提供される。
【００１７】
本発明の他の観点によると、（ａ）ある間隔を隔てて配置された第１及び第２の評価用パターンが形成された評価用マスクを通して、ステージに保持された評価用基板にレーザビームを入射させて、該第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第１及び第２の転写イメージを形成する工程と、（ｂ）前記評価用基板を、走行軸に平行に、かつ前記第１の転写イメージが前記第２の転写イメージよりも移動方向の前方に配置される向きに、該評価用基板が第１の距離だけ並進移動するように前記ステージを制御する工程と、（ｃ）前記工程ｂにおける並進移動後、前記評価用マスクを通して、前記評価用基板にレーザビームを入射させて、前記第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第３及び第４の転写イメージを形成する工程と、（ｄ）前記第２の転写イメージと前記第３の転写イメージとの位置関係を計測する工程と、（ｅ）前記工程ｄで計測された位置関係、及び前記評価用マスクに形成されている第１の評価用パターンと第２の評価用パターンとの間隔に基づいて、前記ステージの移動距離の精度を算出する工程とを有するレーザ加工用のステージ精度評価方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
工程ａで第２の転写イメージを形成し、工程ｃで第３の転写イメージを形成した後は、評価用基板を移動させても２つの転写イメージの相対位置は変動しない。このため、工程ｄにおいて、２つの転写イメージの相対位置関係を高精度に計測することができる。これにより、走行軸に対するマスクの姿勢を精度よく検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に、実施例によるマスクの姿勢検出方法で用いられるレーザ加工装置の概略図を示す。基台１の上にＸＹステージ２が取り付けられている。ＸＹステージ２に加工対象物２５が保持される。ＸＹ面が水平面に平行であり、Ｚ軸が鉛直上方を向くＸＹＺ直交座標系を定義する。ＸＹＺ直交座標系は基台１に固定されている。ＸＹステージ２は、加工対象物２５をＸ軸方向及びＹ軸方向に並進移動させることができる。加工対象物２５は、ガラス基板の表面にアモルファスシリコン膜が形成された積層基板である。
【００２０】
レーザ光源１０から出射したパルスレーザビームが、ホモジナイザ１１、折返しミラー１３、マスク２０、及びイメージングレンズ系１４を経由して、ＸＹステージ２に保持された加工対象物２５に入射する。ホモジナイザ１１は、マスク２０が配置された位置におけるビーム断面内の光強度分布を均一化する。マスク２０に、転写すべきパターンが形成されている。イメージングレンズ系１４は、マスク２０に形成されている転写パターンを加工対象物２５の表面に結像させる。
【００２１】
マスク２０は、マスクステージ３に装着されている。マスクステージ３は、上側支持部材５に取り付けられており、上側支持部材５は基台１に固定されている。マスクステージ３は、マスク２０をＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させるとともに、Ｚ軸に平行な回転軸を中心としてマスク２０を回転方向に変位させる。
【００２２】
マスク用撮像装置２１が、マスク２０に形成されているアライメントマークを撮像し、その画像データを生成する。加工対象物用撮像装置２６が、加工対象物２５に形成されているアライメントマークを撮像し、その画像データを生成する。マスク用撮像装置２１及び加工対象物用撮像装置２６で生成された画像データは、制御装置３０に入力される。制御装置３０は、ＸＹステージ２及びマスクステージ３を制御する。
【００２３】
図２に、評価用マスク２０Ａの平面図を示す。評価用マスク２０Ａの表面上にＵＶ直交座標系を定義する。ほぼ正方形の遮光領域内に、第１の評価用パターン４０及び第２の評価用パターン４１が配置されている。第１の評価用パターン４０及び第２の評価用パターン４１は、正方形の外周線に沿った環状の透過領域で構成される。透過領域の内側は遮光領域とされている。第１の評価用パターン４０及び第２の評価用パターン４１は、その中心同士を結ぶ直線がＵ軸に平行になるように配置されている。中心間の間隔をＬとする。なお、間隔Ｌは、評価用パターン４０及び４１を加工対象物に転写したときの両者の転写イメージの中心間の間隔に換算したものである。
【００２４】
第２の評価用パターン４１は、第１の評価用パターン４０よりも小さい。第２の評価用パターン４１を、第１の評価用パターン４０に向かって、Ｕ軸方向に距離Ｌだけ移動させると、第１の評価用パターン４０内の遮光領域内に納まる大きさである。
【００２５】
正方形の遮光領域の四隅近傍に、それぞれアライメントマーク４２が配置されている。１つのアライメントマーク４２がＵＶ座標の原点を画定し、原点に配置されたアライメントマーク４２と他の１つのアライメントマーク４２がＵ軸を画定し、原点に配置されたアライメントマーク４２とさらに他の１つのアライメントマーク４２がＶ軸を画定する。これらのアライメントマーク４２の各々は、図１に示したマスク用撮像装置２１の視野内に配置されており、その位置を検出することができる。
【００２６】
図３に、加工用マスク２０Ｂの平面図を示す。加工用マスク２０Ｂの表面上にも、評価用マスク２０Ａと同様に、ＵＶ直交座標系を定義する。正方形の遮光領域内に、マスクパターン４５が配置されている。マスクパターン４５は、２つのラインアンドスペースパターンで構成される。ラインアンドスペースパターンの各々は、Ｕ軸方向に長い長方形状を有する複数の透過領域がＶ軸方向に一定のピッチＰＶで配置された構成を有する。透過領域の各々のＵ軸方向の長さをＬＵ、Ｖ軸方向の幅をＬＶとする。隣り合う２つの透過領域の間隔は、Ｖ軸方向の幅ＬＶよりもやや狭い。一方のラインアンドスペースパターンは、他方のラインアンドスペースパターンをＶ軸方向にピッチＰＶの１／２だけずらし、Ｕ軸方向に長さＬＵだけずらした位置に配置されている。
【００２７】
正方形の遮光領域の四隅近傍にそれぞれアライメントマーク４６が配置されている。アライメントマーク４６と、図２に示した評価用マスク２０Ａのアライメントマーク４２とは、ＵＶ座標上の同じ位置に形成されている。
【００２８】
次に、図４及び図５を参照して、実施例によるマスクの姿勢検出方法について説明する。
【００２９】
図４に、実施例によるマスクの姿勢検出方法のフローチャートを示し、図５に、評価用基板に転写された評価用パターンの転写イメージを示す。まず、工程Ｓ１において、図２に示した評価用マスク２０Ａを、図１に示したレーザ加工装置のマスクステージ３に装着する。このとき、マスク２０Ａを、そのＵ軸がＸ軸とほぼ平行になるような姿勢で保持する。工程Ｓ２において、ガラス基板の表面にアモルファスシリコン膜が形成された評価用基板を、ＸＹステージ２に載置する。
【００３０】
ＸＹステージ２を初期位置に配置して、評価用基板にパルスレーザビームを１ショット入射させる。これにより、図５に示すように、評価用基板に第１の評価用パターン４０が転写された第１の転写イメージ４０ａ及び第２の評価用パターン４１が転写された第２の転写イメージ４１ａが形成される。第１の転写イメージ４０ａ及び第２の転写イメージ４１ａは、アモルファスシリコンが結晶化した領域に整合し、結晶化していない周囲の領域と区別することができる。
【００３１】
工程Ｓ４において、ＸＹステージ２を動作させて、評価用基板をＸ軸方向に距離Ｌだけ移動させる。評価用基板の移動の向きは、第１の転写イメージ４０ａが第２の転写イメージ４１ａよりも移動方向の前方に配置されるような向きとする。
【００３２】
工程Ｓ５において、評価用基板にパルスレーザビームを１ショット入射させる。これにより、図５に示すように、評価用基板に第１の評価用パターン４０が転写された第３の転写イメージ４０ｂ及び第２の評価用パターン４１が点ｓｈされた第４の転写イメージ４１ｂが形成される。第３の転写イメージ４０ｂの内側に、工程Ｓ３で形成された第２の転写イメージ４１ａが配置される。
【００３３】
工程Ｓ６において、第２の転写イメージ４１ａと第３の転写イメージ４０ｂとを、加工対象物用撮像装置２６の視野内に配置する。加工対象物用撮像装置２６が画像データを生成し、生成された画像データを制御装置３０に送信する。
【００３４】
工程Ｓ７において、評価用マスク２０Ａの姿勢の評価を行う。以下、図５を参照して、評価方法を説明する。
【００３５】
評価用マスク２０ＡのＵ軸を仮想的に転写したイメージとＸ軸とのなす角度をθとする。評価用マスク２０Ａは、そのＵ軸がＸ軸に平行になるように装着されているが、角度θは完全には０にならず、装着時の機械的精度に起因する大きさを持つ。第１の転写イメージ４０ａと第３の転写イメージ４１ａとの中心間の間隔はＬである。
【００３６】
工程Ｓ６における画像処理により、第２の転写イメージ４１ａの中心と第３の転写イメージ４０ｂの中心との相対的な位置関係を算出する。両者のＹ軸方向に関するずれ量をＤｙとすると、
Ｌ×ｓｉｎθ＝Ｄｙ
が成り立つ。間隔Ｌは既知であるため、ずれ量Ｄｙを測定することにより、角度θを求めることができる。
【００３７】
工程Ｓ８において、マスクステージ３を動作させて、角度θのずれ量を解消する向きに、マスク２０を回転させる。回転後、マスク用撮像装置２１で、評価用マスク２０Ａのアライメントマーク４２の画像を取得し、その位置を算出する。算出されたアライメントマーク４２の位置を「目標位置」と呼ぶこととする。なお、マスク２０を実際に回転させることなく、アライメントマーク４２の位置と、角度θとから、計算により目標位置を算出することも可能である。
【００３８】
工程Ｓ９において、評価用マスク２０Ａをマスクステージ３から取り外し、図３に示した加工用マスク２０Ｂをマスクステージ３に装着する。工程Ｓ１０において、マスク用撮像装置２１で加工用マスク２０Ｂのアライメントマーク４６を観察し、その位置を検出する。アライメントマーク４６が、工程Ｓ８で算出した目標位置に配置されるようにマスクステージ３を動作させて、加工用マスク２０Ｂの姿勢を調節する。アライメントマーク４６が目標位置に配置された状態では、加工用マスク２０Ｂに定義されたＵＶ座標系のＵ軸を仮想的に転写した方向がＸ軸と平行になる。
【００３９】
以下、上記実施例による方法と、図８Ａ〜図８Ｃに示した参考例による方法との相違点について説明する。
【００４０】
図８Ａ〜図８Ｃに示した参考例では、転写イメージ１１０Ａ及び１１１Ａを形成した後、図８Ｂの状態に至るまでに、転写イメージ１１０Ａが視野１１２内に配置されるまで加工対象物を移動させる。この移動時に、ステージの真直度やヨーイング等の影響により、２つの転写イメージ１１０Ａ及び１１１ＡのＹ軸方向に関する相対位置関係がわずかに変動する。さらに、図８Ｂの状態から図８Ｃの状態に移行する際にも、加工対象物を移動させるため、この移動時にも相対位置関係がわずかに変動する。従って、取得された転写イメージ１１０Ａ及び１１１Ａの相対位置関係には、加工対象物の２回の移動時に発生し得る誤差が含まれていることになる。
【００４１】
上記実施例の場合には、工程Ｓ４でＸＹステージ２を移動させる際に、工程Ｓ３で形成された第２の転写イメージ４１ａと、工程Ｓ５で形成される第３の転写イメージ４０ｂとの相対位置関係に、ステージの機械的精度に起因する誤差が生じ得る。ところが、２つの転写イメージ４１ａ及び４０ｂを加工対象物用撮像装置２６の視野内に配置するためにステージを移動させる際には、２つの転写イメージ４１ａ及び４０ｂの相対位置関係は変動しない。
【００４２】
このため、実施例による方法を適用することにより、マスクの姿勢の検出精度を高めることができる。
【００４３】
また、図８Ａ〜図８Ｃに示した比較例においては、図８Ｂの状態から図８Ｃの状態に移行する際に、加工対象物を保持するステージは、実際にレーザビームを照射する時の位置とは異なる位置で移動動作が行われる。ステージの位置によって。ステージの挙動が微妙に異なるような場合、図８Ｂの状態から図８Ｃの状態に移行する際に生じ得る転写イメージの相対位置の誤差は、実際にレーザビームを照射する時のステージの移動に起因して生じ得る誤差とは無関係である。
【００４４】
これに対し、実施例の工程Ｓ４では、実際にレーザビームが照射される時のステージの位置で移動動作が行われる。この移動時におけるステージの挙動は、実際に加工するときのステージの挙動とほぼ同一であると考えられる。このため、実施例による方法では、実際に加工を行う際に生じ得るステージの動作特性を加味して、マスクの姿勢が検出される。このため、実際の加工時における転写イメージの位置精度を高めることができる。
【００４５】
次に、工程Ｓ４において、実際にＸＹステージ２が移動する距離が、指令距離Ｌからわずかにずれている場合について考察する。このずれ量をΔＬとする。
【００４６】
図５において、第２の転写イメージ４１ａと第３の転写イメージ４０ｂとの中心位置同士のＸ軸方向のずれ量をＤｘとする。このとき、
Ｌ×ｃｏｓθ＋Ｄｘ＝Ｌ＋ΔＬ
Ｌ×ｓｉｎθ＝Ｄｙ
が成立する。ずれ量Ｄｘ及びＤｙを測定すると、上記２つの式から、角度θ及びずれ量ΔＬを算出することができる。このように、ずれ量Ｄｘ及びＤｙの２つを測定することにより、ＸＹステージの移動距離の精度を評価することも可能になる。
【００４７】
上記実施例では、図２に示したように、２つの評価用パターン４０及び４１を、正方形の外周に沿った環状パターンとしたが、その他のパターンとしてもよい。第２の評価用パターン４１を第１の評価用パターン４０に向かって距離Ｌだけ並進移動させて２つの評価用パターンを重ねたとき、２つの評価用パターンの中心位置を独立して検出することが可能なパターンであればよい。例えば、図６Ａに示すように、第２の評価用パターン４１を円周に沿った形状としてもよいし、図６Ｂに示すように、十字形状としてもよい。また、第１の評価用パターン４０を円周に沿った形状としてもよいし、十字形状としてもよい。
【００４８】
上記実施例では、レーザビームを２回照射して転写イメージを形成することにより、マスクの姿勢を検出した。レーザビームの照射と、加工対象物のＸ軸方向への移動とを交互に３回以上繰り返してもよい。さらに、Ｙ軸方向に関して複数の位置で、上記工程を繰り返してもよい。３回以上転写イメージを形成することにより、ＸＹステージの複数の現在位置ごとに、マスクの好ましい姿勢を検出することができる。
【００４９】
ＸＹステージの移動が、ステージの現在位置に依存した特徴的な挙動を示す場合には、加工時に、ステージの現在位置に応じて加工用マスクの姿勢を変化させることにより、加工用マスクの姿勢補正を、高精度に行うことが可能になる。
【００５０】
上記実施例では、ＳＬＳ方式によるレーザ加工について説明したが、上述のマスクの姿勢検出方法は、マスクを用いたその他のレーザ加工にも適用可能である。
【００５１】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施例によるマスクの姿勢検出方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。
【図２】評価用マスクの平面図である。
【図３】加工用マスクの平面図である。
【図４】実施例によるマスクの姿勢検出方法のフローチャートである。
【図５】実施例によるマスクの姿勢検出方法で形成される転写イメージの平面図である。
【図６】評価用マスクに形成されている評価用パターンの他の構成例を示す平面図である。
【図７】（７Ａ）は、ＳＬＳ方式で用いられるマスクのパターンを示す図であり、（７Ｂ）及び（７Ｃ）は、ＳＬＳ方式でレーザビームによって照射される領域の形状を示す図である。
【図８】（８Ａ）は、比較例によるマスクの姿勢検出方法で用いられる評価用マスクのパターンを示す平面図であり、（８Ｂ）及び（８Ｃ）は、評価用基板に転写された転写イメージを示す平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 基台
２ ＸＹステージ
３ マスクステージ
５ 上側支持部材
１０ レーザ光源
１１ ホモジナイザ
１３ 折返しミラー
１４ イメージングレンズ系
２０ マスク
２０Ａ 評価用マスク
２０Ｂ 加工用マスク
２１ マスク用撮像装置
２５ 加工対象物
２６ 加工対象物用撮像装置
３０ 制御装置
４０ 第１の評価用パターン
４０ａ、４１ａ、４０ｂ、４１ｂ、１０１、１０２、１１０Ａ、１１１Ａ 転写イメージ
４１ 第２の評価用パターン
４２、４６ アライメントマーク
４５ マスクパターン
１００Ａ、１００Ｂ ラインアンドスペースパターン
１１０、１１１ 評価用パターン
１１２ 視野
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工用マスクの姿勢検出方法及びステージ精度評価方法に関し、特にステージの走行軸に対するマスクの姿勢を検出する方法、及びステージの走行距離の精度を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１に、マスクを用いて断面を矩形に整形したレーザビームを加工対象物（ワーク）に入射させてレーザアニールを行う技術が開示されている。以下、特許文献１に開示されたレーザ加工を行う際に、ワークとマスクとの位置合せを行う方法について説明する。
【０００３】
ワークには、グローバルアライメント用のマークと、ファインアライメント用のマークが形成されている。マスクには、ファインアライメント用のマークに整合するマスクマークが形成されている。まず、ワークをプロセスステージ上に配置し、グローバルアライメントマークを検出することにより、ワークのグローバルアライメントを行う。次に、ワークのファインアライメントマークを検出してファインアライメントを行い、マスクを通してレーザビームを照射する。このときのレーザビームの照射痕とファインアライメントマークとの相対位置のずれを補正するように、マスクの位置を修正する。マスクの位置を修正することにより、所望の位置にレーザビームを入射させることができる。
【０００４】
次に、シーケンシャルラテラルソリディフィケーション（ＳＬＳ）方式によってガラス基板上のアモルファスシリコン膜を結晶化する方法について説明する。ＳＬＳ方式では、ビーム断面の幅が数μｍの長尺断面を持つパルスレーザビームをアモルファスシリコン膜に入射させながら、１ショットの入射領域と次のショットの入射領域とが部分的に重なるように、ビーム断面の幅方向にワークを移動させる。１ショットの照射で生じた結晶が連続的に横方向に成長していく。これにより、多結晶シリコン膜が形成される。上述の方式はｎショット方式と呼ばれる。
【０００５】
多結晶シリコン膜に薄膜トランジスタを形成する場合には、１０μｍを超えるような大きな結晶粒は必要とされない。このような場合には、２ショット方式と呼ばれるＳＬＳ方式が採用される。
【０００６】
図７Ａに、２ショット方式に用いられるマスクのパターンの一例を示す。マスク面にＵＶ直交座標系を定義する。マスクパターンは、透過領域と遮光領域とが、Ｖ軸に平行に、かつ交互に周期的に配列された２つのラインアンドスペースパターン１００Ａ及び１００Ｂで構成される。２つのラインアンドスペースパターン１００Ａ及び１００Ｂは、Ｖ軸方向に関して位相が１８０°ずれている。ラインアンドスペースパターン１００Ａ及び１００Ｂの各々のＵ軸方向の幅は例えば１ｍｍであり、Ｖ軸方向の長さは１０ｍｍである。透過領域の各々のＶ軸方向の幅が遮光領域の幅よりもやや広い。Ｕ軸方向に関しては、２つのラインアンドスペースパターン１００Ａ及び１００Ｂが接している。すなわち、２本のラインアンドスペースパターン１００Ａ及び１００Ｂの合計の幅は２ｍｍになる。なお、上述の寸法は、ガラス基板上に転写されたイメージに換算した寸法を示している。
【０００７】
図７Ｂに示すように、ガラス基板表面にＸＹ直交座標系を定義する。マスク表面に定義されたＵＶ座標のＵ軸がＸ軸と平行になるように、マスクの姿勢が調整されている。マスクを通して１ショットの照射を行うことにより、マスクパターンの転写イメージ１０１に相当する領域が多結晶化される。ガラス基板をＸ軸方向に１ｍｍ移動させて、２ショット目の照射を行う。これにより、２ショット目の転写イメージ１０２に相当する領域が多結晶化される。１ショット目の一方のラインアンドスペースパターン１００Ｂの遮光領域に対応する領域が、２ショット目の他方のラインアンドスペースパターン１００Ａの透過領域に対応する領域と重なるため、ラインアンドスペースパターン内の領域がＹ軸方向に関して隈なく多結晶化される。ガラス基板の移動とレーザ照射とを繰り返すことにより、広い領域を多結晶化させることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−７０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図７Ｃに、マスク表面に定義されたＵ軸とガラス基板の移動方向であるＸ軸とが平行ではなく、ややずれている場合のマスクパターンの転写イメージを示す。１ショット目の転写イメージ１０１の遮光領域に対応する領域と、２ショット目の転写イメージ１０２の透過領域に対応する領域とが完全には重ならない。このため、全面を隈なく多結晶化することができない。
【００１０】
図８Ａ〜図８Ｃを参照して、マスク表面に定義されたＵ軸とガラス基板の走行方向であるＸ軸とのずれを検出する方法について説明する。
【００１１】
図８Ａに示すように、マスクに、そのＵ軸方向に間隔を隔てて配置された２つの評価用パターンが形成されている。
【００１２】
図８Ｂに示すように、アモルファスシリコン膜が形成されたガラス基板上に、マスクを通してレーザビームを入射させることにより、評価用パターン１１０及び１１１の転写イメージ１１０Ａ及び１１１Ａを形成する。ガラス基板を移動させて、転写イメージ１１０Ａを撮像装置の視野１１２内に配置する。転写イメージ１１０Ａの画像データを解析することにより、転写イメージ１１０Ａの位置を検出する。
【００１３】
図８Ｃに示すように、もう一方の転写イメージ１１１Ａが視野１１２内に配置されるように、ガラス基板を移動させる。転写イメージ１１１Ａの画像解析を行うことにより、その位置を検出する。
【００１４】
２つの転写イメージ１１０Ａ及び１１１ＡのＹ軸方向に関する位置ずれ量から、Ｘ軸に対するＵ軸の傾きの大きさを算出することができる。
【００１５】
本発明の目的は、従来の方法に比べて、より簡便に、かつ精度よく、加工対象物の走行方向に対するマスクの姿勢を検出することができるマスクの姿勢検出方法を提供することである。本発明の他の目的は、加工対象物を移動させるステージの移動距離の精度を評価する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一観点によれば、（ａ）ある間隔を隔てて配置された第１及び第２の評価用パターンが形成された評価用マスクを通して、評価用基板にレーザビームを入射させて、該第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第１及び第２の転写イメージを形成する工程と、（ｂ）前記評価用基板を、走行軸に平行に、かつ前記第１の転写イメージが前記第２の転写イメージよりも移動方向の前方に配置される向きに、該評価用基板を並進移動させる工程と、（ｃ）前記工程ｂにおける並進移動後、前記評価用マスクを通して、前記評価用基板にレーザビームを入射させて、前記第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第３及び第４の転写イメージを形成する工程と、（ｄ）前記第２の転写イメージと前記第３の転写イメージとの位置関係を計測する工程と、（ｅ）前記工程ｄで計測された位置関係、及び前記評価用マスクに形成されている第１の評価用パターンと第２の評価用パターンとの間隔に基づいて、前記走行軸に対する前記評価用マスクの姿勢を求める工程とを有するレーザ加工用マスクの姿勢検出方法が提供される。
【００１７】
本発明の他の観点によると、（ａ）ある間隔を隔てて配置された第１及び第２の評価用パターンが形成された評価用マスクを通して、ステージに保持された評価用基板にレーザビームを入射させて、該第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第１及び第２の転写イメージを形成する工程と、（ｂ）前記評価用基板を、走行軸に平行に、かつ前記第１の転写イメージが前記第２の転写イメージよりも移動方向の前方に配置される向きに、該評価用基板が第１の距離だけ並進移動するように前記ステージを制御する工程と、（ｃ）前記工程ｂにおける並進移動後、前記評価用マスクを通して、前記評価用基板にレーザビームを入射させて、前記第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第３及び第４の転写イメージを形成する工程と、（ｄ）前記第２の転写イメージと前記第３の転写イメージとの位置関係を計測する工程と、（ｅ）前記工程ｄで計測された位置関係、及び前記評価用マスクに形成されている第１の評価用パターンと第２の評価用パターンとの間隔に基づいて、前記ステージの移動距離の精度を算出する工程とを有するレーザ加工用のステージ精度評価方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
工程ａで第２の転写イメージを形成し、工程ｃで第３の転写イメージを形成した後は、評価用基板を移動させても２つの転写イメージの相対位置は変動しない。このため、工程ｄにおいて、２つの転写イメージの相対位置関係を高精度に計測することができる。これにより、走行軸に対するマスクの姿勢を精度よく検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に、実施例によるマスクの姿勢検出方法で用いられるレーザ加工装置の概略図を示す。基台１の上にＸＹステージ２が取り付けられている。ＸＹステージ２に加工対象物２５が保持される。ＸＹ面が水平面に平行であり、Ｚ軸が鉛直上方を向くＸＹＺ直交座標系を定義する。ＸＹＺ直交座標系は基台１に固定されている。ＸＹステージ２は、加工対象物２５をＸ軸方向及びＹ軸方向に並進移動させることができる。加工対象物２５は、ガラス基板の表面にアモルファスシリコン膜が形成された積層基板である。
【００２０】
レーザ光源１０から出射したパルスレーザビームが、ホモジナイザ１１、折返しミラー１３、マスク２０、及びイメージングレンズ系１４を経由して、ＸＹステージ２に保持された加工対象物２５に入射する。ホモジナイザ１１は、マスク２０が配置された位置におけるビーム断面内の光強度分布を均一化する。マスク２０に、転写すべきパターンが形成されている。イメージングレンズ系１４は、マスク２０に形成されている転写パターンを加工対象物２５の表面に結像させる。
【００２１】
マスク２０は、マスクステージ３に装着されている。マスクステージ３は、上側支持部材５に取り付けられており、上側支持部材５は基台１に固定されている。マスクステージ３は、マスク２０をＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させるとともに、Ｚ軸に平行な回転軸を中心としてマスク２０を回転方向に変位させる。
【００２２】
マスク用撮像装置２１が、マスク２０に形成されているアライメントマークを撮像し、その画像データを生成する。加工対象物用撮像装置２６が、加工対象物２５に形成されているアライメントマークを撮像し、その画像データを生成する。マスク用撮像装置２１及び加工対象物用撮像装置２６で生成された画像データは、制御装置３０に入力される。制御装置３０は、ＸＹステージ２及びマスクステージ３を制御する。
【００２３】
図２に、評価用マスク２０Ａの平面図を示す。評価用マスク２０Ａの表面上にＵＶ直交座標系を定義する。ほぼ正方形の遮光領域内に、第１の評価用パターン４０及び第２の評価用パターン４１が配置されている。第１の評価用パターン４０及び第２の評価用パターン４１は、正方形の外周線に沿った環状の透過領域で構成される。透過領域の内側は遮光領域とされている。第１の評価用パターン４０及び第２の評価用パターン４１は、その中心同士を結ぶ直線がＵ軸に平行になるように配置されている。中心間の間隔をＬとする。なお、間隔Ｌは、評価用パターン４０及び４１を加工対象物に転写したときの両者の転写イメージの中心間の間隔に換算したものである。
【００２４】
第２の評価用パターン４１は、第１の評価用パターン４０よりも小さい。第２の評価用パターン４１を、第１の評価用パターン４０に向かって、Ｕ軸方向に距離Ｌだけ移動させると、第１の評価用パターン４０内の遮光領域内に納まる大きさである。
【００２５】
正方形の遮光領域の四隅近傍に、それぞれアライメントマーク４２が配置されている。１つのアライメントマーク４２がＵＶ座標の原点を画定し、原点に配置されたアライメントマーク４２と他の１つのアライメントマーク４２がＵ軸を画定し、原点に配置されたアライメントマーク４２とさらに他の１つのアライメントマーク４２がＶ軸を画定する。これらのアライメントマーク４２の各々は、図１に示したマスク用撮像装置２１の視野内に配置されており、その位置を検出することができる。
【００２６】
図３に、加工用マスク２０Ｂの平面図を示す。加工用マスク２０Ｂの表面上にも、評価用マスク２０Ａと同様に、ＵＶ直交座標系を定義する。正方形の遮光領域内に、マスクパターン４５が配置されている。マスクパターン４５は、２つのラインアンドスペースパターンで構成される。ラインアンドスペースパターンの各々は、Ｕ軸方向に長い長方形状を有する複数の透過領域がＶ軸方向に一定のピッチＰＶで配置された構成を有する。透過領域の各々のＵ軸方向の長さをＬＵ、Ｖ軸方向の幅をＬＶとする。隣り合う２つの透過領域の間隔は、Ｖ軸方向の幅ＬＶよりもやや狭い。一方のラインアンドスペースパターンは、他方のラインアンドスペースパターンをＶ軸方向にピッチＰＶの１／２だけずらし、Ｕ軸方向に長さＬＵだけずらした位置に配置されている。
【００２７】
正方形の遮光領域の四隅近傍にそれぞれアライメントマーク４６が配置されている。アライメントマーク４６と、図２に示した評価用マスク２０Ａのアライメントマーク４２とは、ＵＶ座標上の同じ位置に形成されている。
【００２８】
次に、図４及び図５を参照して、実施例によるマスクの姿勢検出方法について説明する。
【００２９】
図４に、実施例によるマスクの姿勢検出方法のフローチャートを示し、図５に、評価用基板に転写された評価用パターンの転写イメージを示す。まず、工程Ｓ１において、図２に示した評価用マスク２０Ａを、図１に示したレーザ加工装置のマスクステージ３に装着する。このとき、マスク２０Ａを、そのＵ軸がＸ軸とほぼ平行になるような姿勢で保持する。工程Ｓ２において、ガラス基板の表面にアモルファスシリコン膜が形成された評価用基板を、ＸＹステージ２に載置する。
【００３０】
ＸＹステージ２を初期位置に配置して、評価用基板にパルスレーザビームを１ショット入射させる。これにより、図５に示すように、評価用基板に第１の評価用パターン４０が転写された第１の転写イメージ４０ａ及び第２の評価用パターン４１が転写された第２の転写イメージ４１ａが形成される。第１の転写イメージ４０ａ及び第２の転写イメージ４１ａは、アモルファスシリコンが結晶化した領域に整合し、結晶化していない周囲の領域と区別することができる。
【００３１】
工程Ｓ４において、ＸＹステージ２を動作させて、評価用基板をＸ軸方向に距離Ｌだけ移動させる。評価用基板の移動の向きは、第１の転写イメージ４０ａが第２の転写イメージ４１ａよりも移動方向の前方に配置されるような向きとする。
【００３２】
工程Ｓ５において、評価用基板にパルスレーザビームを１ショット入射させる。これにより、図５に示すように、評価用基板に第１の評価用パターン４０が転写された第３の転写イメージ４０ｂ及び第２の評価用パターン４１が点ｓｈされた第４の転写イメージ４１ｂが形成される。第３の転写イメージ４０ｂの内側に、工程Ｓ３で形成された第２の転写イメージ４１ａが配置される。
【００３３】
工程Ｓ６において、第２の転写イメージ４１ａと第３の転写イメージ４０ｂとを、加工対象物用撮像装置２６の視野内に配置する。加工対象物用撮像装置２６が画像データを生成し、生成された画像データを制御装置３０に送信する。
【００３４】
工程Ｓ７において、評価用マスク２０Ａの姿勢の評価を行う。以下、図５を参照して、評価方法を説明する。
【００３５】
評価用マスク２０ＡのＵ軸を仮想的に転写したイメージとＸ軸とのなす角度をθとする。評価用マスク２０Ａは、そのＵ軸がＸ軸に平行になるように装着されているが、角度θは完全には０にならず、装着時の機械的精度に起因する大きさを持つ。第１の転写イメージ４０ａと第３の転写イメージ４１ａとの中心間の間隔はＬである。
【００３６】
工程Ｓ６における画像処理により、第２の転写イメージ４１ａの中心と第３の転写イメージ４０ｂの中心との相対的な位置関係を算出する。両者のＹ軸方向に関するずれ量をＤｙとすると、
Ｌ×ｓｉｎθ＝Ｄｙ
が成り立つ。間隔Ｌは既知であるため、ずれ量Ｄｙを測定することにより、角度θを求めることができる。
【００３７】
工程Ｓ８において、マスクステージ３を動作させて、角度θのずれ量を解消する向きに、マスク２０を回転させる。回転後、マスク用撮像装置２１で、評価用マスク２０Ａのアライメントマーク４２の画像を取得し、その位置を算出する。算出されたアライメントマーク４２の位置を「目標位置」と呼ぶこととする。なお、マスク２０を実際に回転させることなく、アライメントマーク４２の位置と、角度θとから、計算により目標位置を算出することも可能である。
【００３８】
工程Ｓ９において、評価用マスク２０Ａをマスクステージ３から取り外し、図３に示した加工用マスク２０Ｂをマスクステージ３に装着する。工程Ｓ１０において、マスク用撮像装置２１で加工用マスク２０Ｂのアライメントマーク４６を観察し、その位置を検出する。アライメントマーク４６が、工程Ｓ８で算出した目標位置に配置されるようにマスクステージ３を動作させて、加工用マスク２０Ｂの姿勢を調節する。アライメントマーク４６が目標位置に配置された状態では、加工用マスク２０Ｂに定義されたＵＶ座標系のＵ軸を仮想的に転写した方向がＸ軸と平行になる。
【００３９】
以下、上記実施例による方法と、図８Ａ〜図８Ｃに示した参考例による方法との相違点について説明する。
【００４０】
図８Ａ〜図８Ｃに示した参考例では、転写イメージ１１０Ａ及び１１１Ａを形成した後、図８Ｂの状態に至るまでに、転写イメージ１１０Ａが視野１１２内に配置されるまで加工対象物を移動させる。この移動時に、ステージの真直度やヨーイング等の影響により、２つの転写イメージ１１０Ａ及び１１１ＡのＹ軸方向に関する相対位置関係がわずかに変動する。さらに、図８Ｂの状態から図８Ｃの状態に移行する際にも、加工対象物を移動させるため、この移動時にも相対位置関係がわずかに変動する。従って、取得された転写イメージ１１０Ａ及び１１１Ａの相対位置関係には、加工対象物の２回の移動時に発生し得る誤差が含まれていることになる。
【００４１】
上記実施例の場合には、工程Ｓ４でＸＹステージ２を移動させる際に、工程Ｓ３で形成された第２の転写イメージ４１ａと、工程Ｓ５で形成される第３の転写イメージ４０ｂとの相対位置関係に、ステージの機械的精度に起因する誤差が生じ得る。ところが、２つの転写イメージ４１ａ及び４０ｂを加工対象物用撮像装置２６の視野内に配置するためにステージを移動させる際には、２つの転写イメージ４１ａ及び４０ｂの相対位置関係は変動しない。
【００４２】
このため、実施例による方法を適用することにより、マスクの姿勢の検出精度を高めることができる。
【００４３】
また、図８Ａ〜図８Ｃに示した比較例においては、図８Ｂの状態から図８Ｃの状態に移行する際に、加工対象物を保持するステージは、実際にレーザビームを照射する時の位置とは異なる位置で移動動作が行われる。ステージの位置によって。ステージの挙動が微妙に異なるような場合、図８Ｂの状態から図８Ｃの状態に移行する際に生じ得る転写イメージの相対位置の誤差は、実際にレーザビームを照射する時のステージの移動に起因して生じ得る誤差とは無関係である。
【００４４】
これに対し、実施例の工程Ｓ４では、実際にレーザビームが照射される時のステージの位置で移動動作が行われる。この移動時におけるステージの挙動は、実際に加工するときのステージの挙動とほぼ同一であると考えられる。このため、実施例による方法では、実際に加工を行う際に生じ得るステージの動作特性を加味して、マスクの姿勢が検出される。このため、実際の加工時における転写イメージの位置精度を高めることができる。
【００４５】
次に、工程Ｓ４において、実際にＸＹステージ２が移動する距離が、指令距離Ｌからわずかにずれている場合について考察する。このずれ量をΔＬとする。
【００４６】
図５において、第２の転写イメージ４１ａと第３の転写イメージ４０ｂとの中心位置同士のＸ軸方向のずれ量をＤｘとする。このとき、
Ｌ×ｃｏｓθ＋Ｄｘ＝Ｌ＋ΔＬ
Ｌ×ｓｉｎθ＝Ｄｙ
が成立する。ずれ量Ｄｘ及びＤｙを測定すると、上記２つの式から、角度θ及びずれ量ΔＬを算出することができる。このように、ずれ量Ｄｘ及びＤｙの２つを測定することにより、ＸＹステージの移動距離の精度を評価することも可能になる。
【００４７】
上記実施例では、図２に示したように、２つの評価用パターン４０及び４１を、正方形の外周に沿った環状パターンとしたが、その他のパターンとしてもよい。第２の評価用パターン４１を第１の評価用パターン４０に向かって距離Ｌだけ並進移動させて２つの評価用パターンを重ねたとき、２つの評価用パターンの中心位置を独立して検出することが可能なパターンであればよい。例えば、図６Ａに示すように、第２の評価用パターン４１を円周に沿った形状としてもよいし、図６Ｂに示すように、十字形状としてもよい。また、第１の評価用パターン４０を円周に沿った形状としてもよいし、十字形状としてもよい。
【００４８】
上記実施例では、レーザビームを２回照射して転写イメージを形成することにより、マスクの姿勢を検出した。レーザビームの照射と、加工対象物のＸ軸方向への移動とを交互に３回以上繰り返してもよい。さらに、Ｙ軸方向に関して複数の位置で、上記工程を繰り返してもよい。３回以上転写イメージを形成することにより、ＸＹステージの複数の現在位置ごとに、マスクの好ましい姿勢を検出することができる。
【００４９】
ＸＹステージの移動が、ステージの現在位置に依存した特徴的な挙動を示す場合には、加工時に、ステージの現在位置に応じて加工用マスクの姿勢を変化させることにより、加工用マスクの姿勢補正を、高精度に行うことが可能になる。
【００５０】
上記実施例では、ＳＬＳ方式によるレーザ加工について説明したが、上述のマスクの姿勢検出方法は、マスクを用いたその他のレーザ加工にも適用可能である。
【００５１】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施例によるマスクの姿勢検出方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。
【図２】評価用マスクの平面図である。
【図３】加工用マスクの平面図である。
【図４】実施例によるマスクの姿勢検出方法のフローチャートである。
【図５】実施例によるマスクの姿勢検出方法で形成される転写イメージの平面図である。
【図６】評価用マスクに形成されている評価用パターンの他の構成例を示す平面図である。
【図７】（７Ａ）は、ＳＬＳ方式で用いられるマスクのパターンを示す図であり、（７Ｂ）及び（７Ｃ）は、ＳＬＳ方式でレーザビームによって照射される領域の形状を示す図である。
【図８】（８Ａ）は、比較例によるマスクの姿勢検出方法で用いられる評価用マスクのパターンを示す平面図であり、（８Ｂ）及び（８Ｃ）は、評価用基板に転写された転写イメージを示す平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 基台
２ ＸＹステージ
３ マスクステージ
５ 上側支持部材
１０ レーザ光源
１１ ホモジナイザ
１３ 折返しミラー
１４ イメージングレンズ系
２０ マスク
２０Ａ 評価用マスク
２０Ｂ 加工用マスク
２１ マスク用撮像装置
２５ 加工対象物
２６ 加工対象物用撮像装置
３０ 制御装置
４０ 第１の評価用パターン
４０ａ、４１ａ、４０ｂ、４１ｂ、１０１、１０２、１１０Ａ、１１１Ａ 転写イメージ
４１ 第２の評価用パターン
４２、４６ アライメントマーク
４５ マスクパターン
１００Ａ、１００Ｂ ラインアンドスペースパターン
１１０、１１１ 評価用パターン
１１２ 視野
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ある間隔を隔てて配置された第１及び第２の評価用パターンが形成された評価用マスクを通して、評価用基板にレーザビームを入射させて、該第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第１及び第２の転写イメージを形成する工程と、
（ｂ）前記評価用基板を、走行軸に平行に、かつ前記第１の転写イメージが前記第２の転写イメージよりも移動方向の前方に配置される向きに、該評価用基板を並進移動させる工程と、
（ｃ）前記工程ｂにおける並進移動後、前記評価用マスクを通して、前記評価用基板にレーザビームを入射させて、前記第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第３及び第４の転写イメージを形成する工程と、
（ｄ）前記第２の転写イメージと前記第３の転写イメージとの位置関係を計測する工程と、
（ｅ）前記工程ｄで計測された位置関係、及び前記評価用マスクに形成されている第１の評価用パターンと第２の評価用パターンとの間隔に基づいて、前記走行軸に対する前記評価用マスクの姿勢を求める工程と
を有するレーザ加工用マスクの姿勢検出方法。
【請求項２】
前記工程ｄにおいて、前記第２の転写イメージと前記第３の転写イメージとの両方を、撮像装置の視野内に同時に配置して画像データを取得し、画像分析を行うことにより、両者の位置関係を計測する請求項１に記載のレーザ加工用マスクの姿勢検出方法。
【請求項３】
（ａ）ある間隔を隔てて配置された第１及び第２の評価用パターンが形成された評価用マスクを通して、ステージに保持された評価用基板にレーザビームを入射させて、該第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第１及び第２の転写イメージを形成する工程と、
（ｂ）前記評価用基板を、走行軸に平行に、かつ前記第１の転写イメージが前記第２の転写イメージよりも移動方向の前方に配置される向きに、該評価用基板が第１の距離だけ並進移動するように前記ステージを制御する工程と、
（ｃ）前記工程ｂにおける並進移動後、前記評価用マスクを通して、前記評価用基板にレーザビームを入射させて、前記第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第３及び第４の転写イメージを形成する工程と、
（ｄ）前記第２の転写イメージと前記第３の転写イメージとの位置関係を計測する工程と、
（ｅ）前記工程ｄで計測された位置関係、及び前記評価用マスクに形成されている第１の評価用パターンと第２の評価用パターンとの間隔に基づいて、前記ステージの移動距離の精度を算出する工程と
を有するレーザ加工用のステージ精度評価方法。
【請求項４】
前記工程ｄにおいて、前記第２の転写イメージと前記第３の転写イメージとの両方を、撮像装置の視野内に同時に配置して画像データを取得し、画像分析を行うことにより、両者の位置関係を計測する請求項３に記載のレーザ加工用のステージ精度評価方法。
【請求項１】
（ａ）ある間隔を隔てて配置された第１及び第２の評価用パターンが形成された評価用マスクを通して、評価用基板にレーザビームを入射させて、該第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第１及び第２の転写イメージを形成する工程と、
（ｂ）前記評価用基板を、走行軸に平行に、かつ前記第１の転写イメージが前記第２の転写イメージよりも移動方向の前方に配置される向きに、該評価用基板を並進移動させる工程と、
（ｃ）前記工程ｂにおける並進移動後、前記評価用マスクを通して、前記評価用基板にレーザビームを入射させて、前記第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第３及び第４の転写イメージを形成する工程と、
（ｄ）前記第２の転写イメージと前記第３の転写イメージとの位置関係を計測する工程と、
（ｅ）前記工程ｄで計測された位置関係、及び前記評価用マスクに形成されている第１の評価用パターンと第２の評価用パターンとの間隔に基づいて、前記走行軸に対する前記評価用マスクの姿勢を求める工程と
を有するレーザ加工用マスクの姿勢検出方法。
【請求項２】
前記工程ｄにおいて、前記第２の転写イメージと前記第３の転写イメージとの両方を、撮像装置の視野内に同時に配置して画像データを取得し、画像分析を行うことにより、両者の位置関係を計測する請求項１に記載のレーザ加工用マスクの姿勢検出方法。
【請求項３】
（ａ）ある間隔を隔てて配置された第１及び第２の評価用パターンが形成された評価用マスクを通して、ステージに保持された評価用基板にレーザビームを入射させて、該第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第１及び第２の転写イメージを形成する工程と、
（ｂ）前記評価用基板を、走行軸に平行に、かつ前記第１の転写イメージが前記第２の転写イメージよりも移動方向の前方に配置される向きに、該評価用基板が第１の距離だけ並進移動するように前記ステージを制御する工程と、
（ｃ）前記工程ｂにおける並進移動後、前記評価用マスクを通して、前記評価用基板にレーザビームを入射させて、前記第１及び第２の評価用パターンを該評価用基板上に転写し、該第１及び第２の評価用パターンがそれぞれ転写された第３及び第４の転写イメージを形成する工程と、
（ｄ）前記第２の転写イメージと前記第３の転写イメージとの位置関係を計測する工程と、
（ｅ）前記工程ｄで計測された位置関係、及び前記評価用マスクに形成されている第１の評価用パターンと第２の評価用パターンとの間隔に基づいて、前記ステージの移動距離の精度を算出する工程と
を有するレーザ加工用のステージ精度評価方法。
【請求項４】
前記工程ｄにおいて、前記第２の転写イメージと前記第３の転写イメージとの両方を、撮像装置の視野内に同時に配置して画像データを取得し、画像分析を行うことにより、両者の位置関係を計測する請求項３に記載のレーザ加工用のステージ精度評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２５８３４８（Ｐ２００７−２５８３４８Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７８９２３（Ｐ２００６−７８９２３）
【出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]