JPH01136002A

JPH01136002A - 透明導電膜の位置検出方法ならびにその装置

Info

Publication number: JPH01136002A
Application number: JP62293745A
Authority: JP
Inventors: Itaru Takano; 高野　格; Akiyoshi Fujimori; 昭芳藤森
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1989-05-29
Also published as: JPH0587763B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はガラス基板上に形成された透明導電膜（以下、
ＩＴＯ膜と呼ぶ）の位置検出方法ならびにその装置に関
する。

（従来の技術）従来、ガラス基板上に蒸着またはスパッタリングされた
ＩＴＯ膜の位置検出方式としては、大別して２種類があ
った。

その１つは、レーザ光のビームによって平面的にスキャ
ンニングし、ガラス等の基板材表面と！Ｔｏ膜表面より
反射するレーザ光のビームの変位量やＩＴＯ膜パターン
の輪郭部の位相の乱れを検出し、電気信号に変換し、Ｉ
ＴＯ膜パターンを検出する方式である。他の１つは、光
学顕微鏡を使用し、ガラス基板表面およびＩＴＯ膜パタ
ーン表面全体に透過照明または反射照明をほどこし、透
過光または反射光によって、ガラス等の基板部とＩＴＯ
ＩＱパターン部との明暗のコントラストを電気信号に変
換してＩＴＯ膜のパターンを検出する方式である。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、前記従来方式には次のような欠点があっ
た。

（１）　　レーザービーム・スキャニング方式の欠点複
雑な光学系構造を必要とするので、装置が高価となり、
調整や最適条件の設定をするのに長い時間が必要であっ
た・（２）光学顕微鏡法の欠点ガラス等の基板材とＩＴＯ膜との透過性が非常に類似し
ているために、明暗のコントラストが小さい。従って、
電気信号に変換したときに、雑音との判別が困難であっ
て、誤認識しやすい。次に、この方式は、ＩＴＯ膜の厚
さや組成による光学特性の変化によって影響される。さ
らに、ガラス等の基板材およびＩＴＯ膜パターン上へフ
ォトレジスト等の感光剤がコーティングされている場合
は、ＩＴＯ膜のパターンとガラス基板とのコントラスト
がＩＴＯ膜の透明度が高いために、殆んどゼロに等しく
、このため、ＩＴＯ膜のパターン認識が不可能であった
。

本発明の技術的課題は、前記従来技術が有する欠点を解
決し、比較的装置が安価であり、かつ■Ｔｏ膜パターン
の明確な認識が可能である透明導伝膜の位置検出方法な
らびに壱の装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、
本発明の方法としては、透明なガラス基板に形成された
透明な導電膜パターンを認識すべきワークとし、この導
電膜パターンをフォトレジスト膜でコーティングし、単
色光を照明系とする光学顕微鏡を用いて撮像イメージを
画像処理する透明導電膜の位置検出方法であり、前記単
色光としては中心波長を３８０〜１．２００　ｎｍの範
囲とし、かつ波長幅を０．１〜２５０　ｎｍに段階可変
または連続可変に選択するものである。

さらに、本発明の装置としては、被検出ワークとしての
透明ガラス基板に形成された透明な導電膜パターンと、
該導電膜パターンをフォトレジスト膜でコーティングす
る手段と、このコーティングされた被検出ワークをサン
プル載置テーブルに設け、単色光を照明系とする光学顕
微鏡と、該光学顕微鏡に取付けられて前記被検出ワーク
のイメージを撮像するビデオカメラと、該ビデオカメラ
の出力信号を入力し出力信号によって前記光学顕微鏡の
照明系の光源をフィードバンク制御する画像処理装置と
で構成する透明導電膜の位置検出装置である。しかも前
記単色光は単色計の出力光か、または白色光の干渉フィ
ルタを介した出力光とする。

（作用）本発明は単色光照明系を用いた光学顕微鏡を使用し、ガ
ラス基板部と、ＩＴＯ膜上のレジスト膜との干渉効果に
より、反射光に強弱を生じさせ、これによってコントラ
ストを良好とし、ＩＴＯ膜パターンの認識を可能とする
。

（実施例）以下、本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。

実施例の説明に先だって、本発明方式の原理を述べる。

発明者は透明なガラス基板上に蒸着またはスパッタリン
グされた透明ＩＴＯ膜の認識に対して有効なパターン認
識の方式を創案した。

第１図は、透明なガラス基板上にコーティングされたフ
ォトレジスト膜を光学顕微鏡を用いて測定した分光反射
率の特性図であり、第２図は透明なガラス基板に蒸着ま
たはスパッタリングされた■ＴＯ膜パターン上にコーテ
ィングしたフォトレジスト膜を光学顕微鏡を用いて測定
した分光反射率の特性図である。

光学顕微鏡は従来、白色に近い光を照射しているために
、照明波長全域における反射率の平均値がガラス表面と
ｔｒｏｙ々パターンの夫々の反射光となり、明暗のコン
トラストとして表われる。しかし、第２図においては、
照射した各単色光は、フォトレジスト表面において反射
した光と、ＩＴＯ膜パターン表面において反射した光と
の位相のいずれから互に干渉し、その結果、その波長に
より明暗が発生している。

従って、照射した光源の波長全域で考えた場合、その反
射率の平均値が第１図に示す反射率に極めて近くなり、
フォトレジスト表面の反射光とＩＴ０膜表面での反射光
との明暗のコントラストが殆んど零となっていた。仮に
、そのコントラストが電気信号に可変可能な場合でも、
パターン認識上好ましくない。ノイズ成分すなわち、フ
ォトレジストのコーティングむら、パターンのエツチン
グ残り、ゴミ、汚れ、傷等によるコントラストの判別は
不可能に近いので、正確なパターン認識は不可能であっ
た。さらに、ノイズ成分を無視できたとしても、ＩＴＯ
膜の厚さの変化による屈折率の変化、フォトレジストの
コーティング厚さの変化等の影響を受け、安定したパタ
ーン認識はできなかった。　− そこで、発明者は、従来の顕微鏡の白色光による照明の
代りに、単色光で照射し、しかも、種々の条件下におい
て実験した結果、中心波長３８０〜１．２００　ｎｍの
範囲において、単色光の波長幅を０．１〜２５０　ｎｍ
の範囲内で、ガラス基板上のＩＴＯ膜パターンを高い明
暗のコントラストで検出できた。

この方法によると、ノイズ成分の影響を受けることなく
、正確かつ確実にＩＴＯ膜のパターン認識が可能であっ
た。

なお、この実験において、照射すべき単色光の中心波長
３８０　ｎｍ以下では、顕微鏡での試料の位置合わせ作
業中に、フォトマスク材のガラスに照明波長が吸収され
て光量が不足する外に、ガラス基板上にコーティングさ
れているフォトレジストを感光させるので、使用不可能
であった。また、■。

２００　ｎｔｓ以上の長波長では、光学顕微鏡のレンズ
収差の影響が大きく、顕微鏡の拡大結像にボケが生じ、
パターン認識に不向きであった。さらに、単色光の波長
幅０．１　ｎｍ以下においては、照明光量が極度に低下
し、実用上不適当であった。更に２５０ｎｍ以上の波長
幅では、照射波長における平均反射光量が減り、ガラス
基板に対して明暗のコントラストの低下がみられ、実用
上不適当であった。

上記の外に、ＩＴＯ膜の組成、膜厚値およびフォトレジ
ストのコーティング厚さの各条件の組合わせによって、
ガラス基板上のＩＴＯ膜よりの分光反射特性が変化する
問題点がある。

しかし、第３図に示すように、透明なガラス基板１に薄
着またはスパッタリングされたＩＴＯ膜パタージ２上に
フォトレジスト３をコーティングし、光学顕微鏡７の光
源として白色光ランプ１６を用い、複数種類の単色光フ
ィルタ３３を有するターレフト板３４によって、投射光
として特定波長および限定された波長幅を準備し、ガラ
ス基板ｌとＩＴＯ膜パターン２とのコントラストが最大
となるフィルタを選択することができた。

なお、第３図において、８は対物レンズ、１１はコンデ
ンサレンズ２，１０はハーフミラ−９９はビデオカメラ
である。

また、第４図に示すように光学顕微鏡７の光源として、
単色計１４を用い、中心波長および波長幅を可変とする
ことにより、ガラス基板ｌとＩＴＯ膜パターン２とのコ
ントラストが最大となるポイントを選択することができ
た。

次に、本発明に係る実施例を第５図（Ａ）、（Ｂ）を参
照して説明する。第５図（Ａ）、（Ｂ）は本発明実施例
の構成を示すブロック図であって、光学顕微鏡の光源に
単色光を用いた場合を示す。第５図（Ａ）において、ガ
ラス基板ｌとして板厚０．７〜５．Ｑｎ＋の透明ガラス
を用い、その表面に膜厚１５０Ａ〜５，０００人のＩＴ
Ｏ膜パターン２を形成させる。

ガラス基板１とＩＴＯ膜パターン２の全面にポジ形また
はネガ形のフォトレジスト３等の感光剤を０．３μｍ〜
７．０μｍコーティングされたものをサンプルとして使
用する。４はサンプルを載置したテーブル上に設けたフ
ォトマスクであって前記サンプル側にクロームパターン
５が設けられている。

６は光学顕微鏡７の鏡筒で、サンプル側に対物レンズ８
、反対側にはビデオカメラ９が取付けられる。１０はハ
ーフミラ−で、コンデンサレンズｌｌ側の筒口１２には
ライトガイド１３を介して単色計１４に接続されている
。

単色計１４は、電源１５により点灯される白色光ランプ
１６と、この白色光の投照光束をレンズ１７、スリット
１８を介して入射されると同時にモータ１９によって回
動される回折格子２０と、この回折格子２０の反射光束
をライトガイド１３に導くスリット２１、コンデンサレ
ンズ２２とから成る。なお、３９はスリット２１を開閉
させるモータである。

前記ビデオカメラ９はカメラコントロール・ユニット２
３を介して画像処理装置３２に接続される。この画像処
理装置３２はビデオカメラ９の出力信号をアナログ／デ
ィジタル変換する。Ａ／Ｄ変化２４と、このディジタル
変換された信号を格納するメモリ２５と、このメモリ内
のデータ等を制御するＣＰＵ　（中央処理装置）２６と
、このＣＰＵ２６からコントロールバス３１ａを介し回
折格子２０の駆動モータ１９への入出力器２７と、ＣＰ
Ｕ２６からコントロールバス３１ｂを介し単色計１４の
白色ランプ用電源１５への入出力器２８と、ＣＰＵ２６
からコントロールバス３１Ｃを介しサンプル載置テーブ
ルのＸ−Ｙ−θ駆動モータ２９への入出力器２７とから
成る。

第５図（Ｂ）は第５図（Ａ）において示した単色計１４
の代りに使用される干渉フィルタの構成図である。第５
図（Ｂ）において、３４は複数の異なる単色光フィルタ
３３を円形の周辺に備えたターレット板であって、電源
１５によって点灯される白色光ランプ１６の投射光はコ
ンデンサレンズ３６、単色光フィルタ３３およびコンデ
ンサレンズ３７を介してライトガイド１３の一端に投入
され、この他端は光学顕微鏡７の鏡筒６の筒口１２に接
続される。

次に、本実施例の動作を説明するが、先ず、光学顕微鏡
７の光源ランプとして単色計１４を使用した場合につい
て述べる。

顕微鏡７によって、ワークの画像はビデオカメラ９およ
びこのカメラと対となるカメラコントロール・ユニット
２３を経て画像処理装置３２へ入力する。この画像処理
装置内では、Ａ／Ｄ変換器２４、画像メモリ２５を経て
、ディジタル化された画像信号がＣＰＵ２６で演算処理
され、入出力器３０を介してサンプル載置テーブルのＸ
−Ｙ−θ駆動モータ２９を制御して自動位置合わせの機
能を果たす。画像処理装置３２内では、ビデオカメラ９
より入力される信号をチエツクしながら、単色計１４の
回折格子２０の駆動モータ１９を制御し、光学顕微鏡７
の照明用光源の波長を変化させ、画像処理が最適となる
波長を無段階に検索する。また、入力信号の全体の明る
さのレベルが最適となるように、ＣＰＵ２６が入出力器
２８を介して電源１５への出力信号を増大し単色計１４
の白色光ランプ１６の輝度を制御する。

第５図（Ｂ）は第５図（Ａ）に示された単色計１４の代
りに干渉フィルタを使用する場合を示し、前述した「単
色計の回折格子を駆動して顕微鏡の照明用光源の波長を
変える」の文言の代りに、［複数個の単色光フィルタ３
３を取り付けたターレット板３４の切換えモータ３８を
駆動し、単色光フィルタ３３を切換えることによって顕
微鏡の照明波長を変化させ、画像処理に最適となる単色
光フィルタ従って、照明光源の波長を選ぶ。」第６図は
画像処理装置が光学顕微鏡の対物レンズを通してフォト
マスクターゲットマークに対するＩＴＯ膜パターンの位
置合わせをするフローチャートを示す。まず、本実施例
の装置を起動させ（ステップ４０）　、ＣＰＵ２６は入
出力器３０を介してサンプル載置テーブルのＸ−Ｙ−θ
駆動モータ２９を駆動し、光学顕微鏡７を介して゛フォ
トマスク４のターゲットマークの画像を取り込み（ステ
ップ４１）、その画像の重心位置を計算する（ステップ
４２）。次に、ＣＰＵ２６はＩＴＯ膜パターン２ターゲ
ットマークを取り込み（ステップ４３）、このＩＴＯ膜
パターンの重心を計算しくステップ４４）、フォトマス
ク４のターゲットとＩＴＯ膜パターン２のターゲットマ
ークとの双方の重心座標のズレ量を計算する（ステップ
４５）。次いで、ＣＰＵ２６は光学顕微鏡のＩＴＯ膜パ
ターンに対する位置合わせの終了を判断する（ステップ
４６）。上記位置合わせが終了していない場合、ＣＰＵ
２６がサンプル載置テーブルのＸ−Ｙ−θ駆動モータを
駆動して（ステップ４７）再び上述の各工程を繰り返し
位置合わせを終了す（ステップ４８）。

第７図は画像処理装置が単色計を使用した光学顕微鏡の
照明を制御するフローチャートである。

最初に、本実施例装置を起動しくステップ５０）、画像
処理装置３２がＩＴＯ膜パターン２の画像を取り込゛み
（ステップ５１）、画像濃度分布のヒストグラムを作成
する（ステップ５２）。次いで、ＣＰＵ２６は入出力器
２７を介して回折格子２０の駆動モータ１９を駆動して
回動させ（ステップ５３）、波長スキャンニングが終了
したかを判断する（ステップ５４）。波長スキャンニン
グが終了していないときは、画像濃度が最大値となるよ
うに回折格子２０を回動して（ステップ５５）、ＩＴＯ
膜パターン２の画像を取り込み（ステップ５６）、画像
濃度分布のヒストグラムを作成する（ステップ５７）。

もし、所定の平均濃度が得られないときは、モータ３９
を介してスリット２１の幅を動かして（ステップ５８）
所定の平均濃度を保つように照明照度を可変とする（ス
テップ５９）。上記スリット幅の調整が終らないときは
、ステップ５６ないし５９を繰り返し、終了したと判断
した場合には、ＣＰＵ２６は二値化スライスレベルの計
算をしくステップ６１）、終了する（ステップ６２）。

（発明の効果）透明ガラス基板上に蒸着またはスパッタリングされたＩ
ＴＯ膜パターンの認識のために、従来使用されていたレ
ーザービーム・スキャニング方式に比べて、本発明は装
置が安価となる外に、最適使用の調整時間が短くなった
。さらに、従来の光学顕微鏡方式は透明のＩＴＯ膜と透
明のガラス基板との明暗のコントラストの小さいことに
よって、ＩＴＯ膜パターンの認識が不可能であったのに
比べると、本発明では、液晶表示用自動露光装置に使用
するために、光学倍率五倍の顕微鏡、口径２／３インチ
のビデオカメラを夫々サンプル資料載置テーブルのＸ−
Ｙ−θ座標台わせのために２基使用し、厚さ１．１　ｔ
ｍの透明ガラス基板上に蒸着またはスパッタリングされ
た膜厚１１００〜７００人のＩＴＯ膜パターンに対し、
膜厚０．５〜１．９μｍのフ　・オレジスト膜をコーテ
ィングすると、フォトマスクの位置合わせ精度を主１゜
０μｍとすることができた。しかも、従来の光学顕微鏡
方式では不可能、であったＩＴＯ膜パターンをターゲッ
トマークとしたワークに対し、フォトマスクのターレッ
ト板）−クとの自動位置合わせが安価な装置で可能とな
るとともに、高精度とすることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は透明ガラス基板上にコーティングしたフォトレ
ジスト膜を光学顕微鏡で測定した分光反射率の特性図、
第２図は透明ガラス基板上に蒸着またはスパッタリング
されたＩＴＯ膜上にコーティングしたフォトレジスト膜
を光学顕微鏡で測定した分光反射率特性図、第３図は本
発明の実施例として、光源として白色光ランプを使用し
、単色光フィルタの複数個を取り付けたターレット板を
用いた光学顕微鏡の概略構成図、第４図は第３図におけ
るターレット板の代りに単色計を用いた光学顕微鏡の概
略構成図、第５図（Ａ）は本発明に係る実施例の構成を
示すブロック図、第５図（Ｂ）は第５図（Ａ）の単色計
の代りに使用される単色光フィルタの構成図、第６図は
本発明に係る実施例における画像処理装置が顕微鏡の対
物レンズを通してフォトマスク・ターゲットに対するＩ
ＴＯ膜パターンの位置合わせをするフローチャート。第７図は本発明実施例の照明制御のフローチャートであ
る。１・・・ガラス基板　　　　２・・・ＩＴＯ膜パターン
３・・・フォトレジテスト膜４・・・フォトマスク７・・・光学顕微鏡　　　　９・・・ビデオカメラ１３
・・・ライトガイド　　１４・・・単色計１６・・・白
色光ランプ　　１８・・・スリット１９．３８．３９・
・・モータ２０・・・回折格子２３・・・カメラコントロールユニット２４・・・アナ
ログ／ディジクル変換器２５・・・メモリ　　　　　　
２６・・・ＣＰＵ２９・・・サンプル載置テーブルのＸ
−Ｙ−θ駆動モータ３２・・・画像処理装置　　３３・・・単色光フィルタ
３４・・・ターレット板。第１図　　　　　第２図波長（、，１波長【口ａ］第３図　　　　　　第４図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明なガラス基板に形成された透明な導電膜パタ
ーンを認識すべきワークとし、このワークの導電膜パタ
ーンをフォトレジスト膜でコーティングし、単色光を照
明系とする光学顕微鏡を用いて撮像イメージを画像処理
することを特徴とする透明導電膜の位置検出方法。
（２）前記単色光は中心波長が３８０〜１，２００ｎｍ
の範囲であり、かつ波長幅は０．１〜２５０ｎｍである
ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の透明
導電膜の位置検出方法。
（３）前記単色光はその中心波長及び波長幅を段階可変
としたことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載
の透明導電膜の位置検出方法。
（４）前記単色光はその中心波長及び波長幅を連続可変
としたことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載
の透明導電膜の位置検出方法。
（５）被検出ワークとしての透明ガラス基板に形成され
た透明な導電膜パターンと、該導電膜パターンをフォト
レジスト膜でコーティングする手段と、このコーティン
グされた被検出ワークをサンプル載置テーブルに設け、
単色光を照明系とする光学顕微鏡と、該光学顕微鏡に取
付けられて前記被検出ワークのイメージを撮影するビデ
オカメラと、該ビデオカメラの出力信号を入力し出力信
号によって前記光学顕微鏡の照明系の光源をフィードバ
ック制御する画像処理装置とで構成する透明導電膜の位
置検出装置。
（６）前記単色光は単色計の出力光であることを特徴と
する前記特許請求の範囲第５項記載の透明導電膜の位置
検出装置。
（７）前記単色光は白色光の干渉フィルタを介した出力
光であることを特徴とする前記特許請求の範囲第５項記
載の透明導電膜の位置検出装置。