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技術 マスク保持装置

出願人 株式会社ブイ・テクノロジー
発明者 米澤良
出願日 2016年8月8日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2016-155723
公開日 2018年2月15日 (3年0ヶ月経過) 公開番号 2018-026404
状態 特許登録済
技術分野 ウエハ等の容器、移送、固着、位置決め等
主要キーワード 略球体形状 レトロリフレクター モーメント変化 台形ネジ イメージデバイス 基準枠 立方体形 略立方体形状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年2月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

マスクを、略鉛直方向に設けられたフレームに固定したまま回転させる。

解決手段

移動部本体31にマスク保持部40が載置されており、マスクMを略鉛直方向に保持する略枠状のフレーム41と、フレームを回転させる回転機構43とを有する。回転機構は、フレームの下側に位置する枠部分の両端近傍に設けられた第1のナット部材433A及び第2のナット部材433Bと、第1のナット部材及び第2のナット部材とそれぞれ螺合する第1のネジ部材432A及び第2のネジ部材432Bと、第1のネジ部材と第2のネジ部材とを異なる量だけ回転させる回転駆動部431を有する。移動部本体には、第1のピン438A及び第2のピン438Bが略鉛直方向に設けられ、第1のネジ部材は、第1のピンの上方に、平面視において第1のピンと重なる位置に設けられ、第2のネジ部材は、第2のピンの上方に、平面視において第2のピンと重なる位置に設けられる。

概要

背景

特許文献1には、基板を垂直に保持する基板ホルダが開示されている。この基板ホルダは、基板の下側の両端近傍が置かれる2つの偏心的に回転可能な支持ローラと、基板の側面が当接する1つの偏心的に回転可能な支持ローラと、基板をこれら支持ローラに押し付けバネと、を有し、基板を基板ホルダに対して回転させる。

概要

マスクを、略鉛直方向に設けられたフレームに固定したまま回転させる。移動部本体31にマスク保持部40が載置されており、マスクMを略鉛直方向に保持する略枠状のフレーム41と、フレームを回転させる回転機構43とを有する。回転機構は、フレームの下側に位置する枠部分の両端近傍に設けられた第1のナット部材433A及び第2のナット部材433Bと、第1のナット部材及び第2のナット部材とそれぞれ螺合する第1のネジ部材432A及び第2のネジ部材432Bと、第1のネジ部材と第2のネジ部材とを異なる量だけ回転させる回転駆動部431を有する。移動部本体には、第1のピン438A及び第2のピン438Bが略鉛直方向に設けられ、第1のネジ部材は、第1のピンの上方に、平面視において第1のピンと重なる位置に設けられ、第2のネジ部材は、第2のピンの上方に、平面視において第2のピンと重なる位置に設けられる。

目的

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、略鉛直方向に設けられたフレームにマスクを固定したまま、安定してマスクを回転させることができるマスク保持装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

定盤と、被検査対象マスクを略鉛直方向に保持する略枠状のフレームと、前記フレームを回転させる回転機構と、を有するマスク保持部と、前記定盤に載置されるともに、前記マスク保持部が載置される移動部であって、前記定盤の長手方向に沿って移動可能に設けられた移動部と、を備え、前記回転機構は、前記フレームの下側に位置する枠部分の両端近傍に設けられた第1のナット部材及び第2のナット部材と、前記第1のナット部材及び前記第2のナット部材とそれぞれ螺合する第1のネジ部材及び第2のネジ部材と、前記第1のネジ部材と前記第2のネジ部材とを異なる量だけ回転させる回転駆動部と、を有し、前記移動部には、第1のピン及び第2のピンが略鉛直方向に設けられ、前記第1のネジ部材は、前記第1のピンの上方に、平面視において前記第1のピンと重なる位置に設けられ、前記第2のネジ部材は、前記第2のピンの上方に、平面視において前記第2のピンと重なる位置に設けられることを特徴とするマスク保持装置

請求項2

前記フレームの側面には、光を入射方向に戻すための反射鏡が設けられ、前記回転駆動部は、アクチュエータと、前記第1のネジ同軸に設けられ、前記第1のネジを回転させる第1のスプロケットと、前記第2のネジと同軸に設けられ、前記第2のネジを回転させる第2のスプロケットと、アクチュエータの駆動軸と、前記第1のスプロケット及び前記第2のスプロケットとを連結する動力伝達部と、を有し、平面視において、前記反射鏡と前記第2のネジとの距離を距離Aとし、前記反射鏡と前記第1のネジとの距離を距離Bとすると、前記第1のスプロケットの歯数αと、前記第2のスプロケットの歯数βとは、歯数α:歯数β=距離A:距離Bの関係を有することを特徴とする請求項1に記載のマスク保持装置。

請求項3

前記定盤の上面には、前記定盤の長手方向に沿った溝が形成され、前記移動部は、前記溝の底面に向けて空気を吐出する下面エアパッドと、前記溝の側面に向けて空気を吐出する側面エアパッドと、前記下面エアパッド及び前記側面エアパッドが設けられる移動部材本体と、を有し、前記第1のピン及び前記第2のピンは、下端が前記下面エアパッドに設けられ、かつ上端が前記移動部材本体に設けられ、前記第1のネジ及び前記第2のネジは、下端が前記移動部材本体に設けられ、前記移動部材本体は、前記溝に沿って移動することを特徴とする請求項1又は2に記載のマスク保持装置。

請求項4

前記下面エアパッドは、前記移動部材本体の第1の端近傍に設けられた第1下面エアパッドと、前記移動部材本体の前記第1の端と反対側の第2の端近傍に設けられた第2下面エアパッドと、を有し、前記第1下面エアパッドの底面略中央部には、空気を吐出する第1開口部が形成され、前記第2下面エアパッドの底面略中央部には、空気を吐出する第2開口部が形成され、前記第1のネジ及び前記第1のピンは、平面視において、前記第1開口部と重なる位置に設けられ、前記第2のネジ及び前記第2のピンは、平面視において、前記第2開口部と重なる位置に設けられることを特徴とする請求項3に記載のマスク保持装置。

請求項5

前記移動部材本体の上面側には、前記第1のピンと中心軸が略一致する位置に第1のアンギュラ玉軸受が設けられ、前記第2のピンと中心軸が略一致する位置に第2のアンギュラ玉軸受がそれぞれ設けられ、前記第1のネジの下端は、前記第1のアンギュラ玉軸受に軸支され、前記第2のネジの下端は、前記第2のアンギュラ玉軸受に軸支されることを特徴とする請求項3に記載のマスク保持装置。

請求項6

前記移動部を前記定盤の長手方向に沿って移動させる第1のリニアモータと、前記第1のリニアモータに追随して駆動される第2のリニアモータと、を有し、前記移動部には、前記第1のリニアモータの可動子が設けられ、前記フレームの上側には、ガイド部材が水平方向に対して傾いて設けられ、前記ガイド部材には、前記第2のリニアモータの可動子が前記ガイド部材に沿って移動可能に設けられるとともに、前記第2のリニアモータの可動子を前記ガイド部材に対して固定する固定部材が設けられることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のマスク保持装置。

技術分野

0001

本発明は、マスク保持装置に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、基板を垂直に保持する基板ホルダが開示されている。この基板ホルダは、基板の下側の両端近傍が置かれる2つの偏心的に回転可能な支持ローラと、基板の側面が当接する1つの偏心的に回転可能な支持ローラと、基板をこれら支持ローラに押し付けバネと、を有し、基板を基板ホルダに対して回転させる。

先行技術

0003

特公表2007−504675号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1に記載の発明では、基板を基板ホルダに対してしっかり固定することが出来ず、ステージ加速度や衝撃等により、基板ホルダに対して基板が動いてしまうおそれがある。

0005

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、略鉛直方向に設けられたフレームマスクを固定したまま、安定してマスクを回転させることができるマスク保持装置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

0006

上記課題を解決するために、本発明に係るマスク保持装置は、例えば、定盤と、被検査対象のマスクを略鉛直方向に保持する略枠状のフレームと、前記フレームを回転させる回転機構と、を有するマスク保持部と、前記定盤に載置されるともに、前記マスク保持部が載置される移動部であって、前記定盤の長手方向に沿って移動可能に設けられた移動部と、を備え、前記回転機構は、前記フレームの下側に位置する枠部分の両端近傍に設けられた第1のナット部材及び第2のナット部材と、前記第1のナット部材及び前記第2のナット部材とそれぞれ螺合する第1のネジ部材及び第2のネジ部材と、前記第1のネジと前記第2のネジとを異なる量だけ回転させる回転駆動部と、を有し、前記移動部には、第1のピン及び第2のピンが略鉛直方向に設けられ、前記第1のネジ部材は、前記第1のピンの上方に、平面視において前記第1のピンと重なる位置に設けられ、前記第2のネジ部材は、前記第2のピンの上方に、平面視において前記第2のピンと重なる位置に設けられることを特徴とする。

0007

本発明に係るマスク保持装置によれば、定盤に移動部が載置されるともに、移動部にマスク保持部が載置されており、マスク保持部は、被検査対象のマスクを略鉛直方向に保持する略枠状のフレームと、フレームを回転させる回転機構と、を有する。そして、回転機構は、フレームの下側に位置する枠部分の両端近傍に設けられた第1のナット部材及び第2のナット部材と、第1のナット部材及び第2のナット部材とそれぞれ螺合する第1のネジ部材及び第2のネジ部材と、第1のネジ部材と第2のネジ部材とを異なる量だけ回転させる回転駆動部と、を有する。これにより、略鉛直方向に設けられたフレームにマスクを固定したまま、フレーム(すなわち、マスク)を回転させることができる。また、移動部には、第1のピン及び第2のピンが略鉛直方向に設けられ、第1のネジ部材は、第1のピンの上方に、平面視において第1のピンと重なる位置に設けられ、第2のネジ部材は、第2のピンの上方に、平面視において第2のピンと重なる位置に設けられる。このように、マスク保持部の荷重を、剛性の高い第1のピン及び第2のピンで支えつつ、第1のネジ部材と第2のネジ部材とを異なる量だけ回転させることで、安定してフレーム(すなわち、マスク)を回転させることができる。

0008

ここで、前記フレームの側面には、光を入射方向に戻すための反射鏡が設けられ、前記回転駆動部は、アクチュエータと、前記第1のネジと同軸に設けられ、前記第1のネジを回転させる第1のスプロケットと、前記第2のネジと同軸に設けられ、前記第2のネジを回転させる第2のスプロケットと、アクチュエータの駆動軸と、前記第1のスプロケット及び前記第2のスプロケットとを連結する動力伝達部と、を有し、平面視において、前記反射鏡と前記第2のネジとの距離を距離Aとし、前記反射鏡と前記第1のネジとの距離を距離Bとすると、前記第1のスプロケットの歯数αと、前記第2のスプロケットの歯数βとは、歯数α:歯数β=距離A:距離Bの関係を有してもよい。これにより、第1のスプロケットと第2のスプロケットとを結ぶ略平行な線と、反射鏡を含む略鉛直方向の線と、が交差する位置が動かないように、フレームを回転させることができる。なお、反射鏡は、フレームの位置測定の基準となる部品である。したがって、反射鏡の位置を測定して得られたマスクの位置と、本来あるべきマスクの位置とにズレが生じない。

0009

ここで、前記定盤の上面には、前記定盤の長手方向に沿った溝が形成され、前記移動部は、前記溝の底面に向けて空気を吐出する下面エアパッドと、前記溝の側面に向けて空気を吐出する側面エアパッドと、前記下面エアパッド及び前記側面エアパッドが設けられる移動部材本体と、を有し、前記第1のピン及び前記第2のピンは、下端が前記下面エアパッドに設けられ、かつ上端が前記移動部材本体に設けられ、前記第1のネジ及び前記第2のネジは、下端が前記移動部材本体に設けられ、前記移動部材本体は、前記溝に沿って移動してもよい。これにより、マスク保持部の荷重を、下面エアパッドを介して、剛性の高い溝で支えることができることができる。また、側面エアパッドと溝との間、及び下面エアパッドと溝の底面との間に空気の層が形成されるため、移動部やマスク保持部を容易に移動させることができる。

0010

ここで、前記下面エアパッドは、前記移動部材本体の第1の端近傍に設けられた第1下面エアパッドと、前記移動部材本体の前記第1の端と反対側の第2の端近傍に設けられた第2下面エアパッドと、を有し、前記第1下面エアパッドの底面略中央部には、空気を吐出する第1開口部が形成され、前記第2下面エアパッドの底面略中央部には、空気を吐出する第2開口部が形成され、前記第1のネジ及び前記第1のピンは、平面視において、前記第1開口部と重なる位置に設けられ、前記第2のネジ及び前記第2のピンは、平面視において、前記第2開口部と重なる位置に設けられてもよい。これにより、移動部材本体の両端近傍に設けられた下面エアパッドにより、マスク保持部を安定して支えることができる。また、マスク保持部の荷重を支える第1のネジ及び第1のピン、第2のネジ及び前記第2のピンが、下面エアパッドの底面に形成された開口部(下面エアパッドの底面略中央部に形成されている)と平面視において重なる位置にあるため、検査対象のマスクMの重量が変化したとしても移動部材本体にモーメント変化を与えることが無い。したがって、下面エアパッドによりマスク保持部を安定して浮上させることができる。

0011

ここで、前記移動部材本体の上面側には、前記第1のピンと中心軸が略一致する位置に第1のアンギュラ玉軸受が設けられ、前記第2のピンと中心軸が略一致する位置に第2のアンギュラ玉軸受がそれぞれ設けられ、前記第1のネジの下端は、前記第1のアンギュラ玉軸受に軸支され、前記第2のネジの下端は、前記第2のアンギュラ玉軸受に軸支されてもよい。これにより、フレームの回転によりラジアル荷重及びアキシャル荷重を受けても、滑らかに第1のネジや第2のネジを回転させることができる。

0012

ここで、前記移動部を前記定盤の長手方向に沿って移動させる第1のリニアモータと、前記第1のリニアモータに追随して駆動される第2のリニアモータと、を有し、前記移動部には、前記第1のリニアモータの可動子が設けられ、前記フレームの上側には、ガイド部材が水平方向に対して傾いて設けられ、前記ガイド部材には、前記第2のリニアモータの可動子が前記ガイド部材に沿って移動可能に設けられるとともに、前記第2のリニアモータの可動子を前記ガイド部材に対して固定する固定部材が設けられてもよい。これにより、第1のリニアモータ及び第2のリニアモータを用いてフレーム等を安定して移動させることができる。また、フレームの回転に伴って第2のリニアモータの可動子の位置が変わったとしても、正しい位相位置再調整し直すことができるため、上部リニアモータを問題なく駆動することができる。

発明の効果

0013

本発明によれば、略鉛直方向に設けられたフレームにマスクを固定したまま、安定してマスクを回転させることができる。

図面の簡単な説明

0014

第1の実施の形態に係るマスク検査装置1の概略を示す斜視図である。
マスク検査装置1の概略を示す正面図である。
移動部30の概略を示す図である。
移動部30を説明するための概略図であり、マスク検査装置1を部分的に拡大した平面図である。
マスク保持部40、特にフレーム41及び回転機構43の概略を示す図である。
回転機構43の概略を示す図である。
リフレクター41b及びリフレクター41bへ光を照射する照射部23aの概略を示す斜視図である。
可動子62a及びその移動機構について説明する図である。
マスク検査装置1の電気的な構成を示すブロック図である。
制御部151aが行う下部リニアモータ61(可動子61a)、上部リニアモータ62(可動子62a)の制御について説明する図である。

実施例

0015

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の検査装置は、略鉛直方向に被検査対象のマスクMを保持し、カメラ等を略鉛直方向に移動させてマスクMに形成されたパターン欠陥検査するものである。

0016

本実施形態において検査対象とされるマスクMは、例えば有機ELや液晶表示装置表示装置用の基板を製造するために用いられる露光用マスクである。マスクMは、一辺が1m程度の大型な略矩形形状の基板上に、1個または複数個イメージデバイス転写パターンが形成されたものである。特に、本実施形態は、高密度のパターンが形成され、高感度の検査が必要な有機ELディスプレイ用のマスクMの検査に適している。

0017

<第1の実施の形態>

0018

図1は、第1の実施の形態に係るマスク検査装置1の概略を示す斜視図である。図2は、マスク検査装置1の概略を示す正面図である。本明細書においては、定盤10(後に詳述)の長手方向に略沿った方向をx方向と定義し、鉛直方向をy方向とし、x方向及びy方向と直交する方向をz方向と定義する。なお、図1、2においては、説明のため、一部の構成について図示を省略している。

0019

マスク検査装置1は、主として、定盤10と、撮像部20と、移動部30と、マスク保持部40と、除振台51、52と、を有する。

0020

定盤10は、ステージとして構成されており、設置面F上の複数箇所(6箇所)に設置されている除振台51、52の上に支持される。

0021

定盤10は、横幅Wが4500mm程度、奥行きDが1200mm程度、厚さTが400mm程度の略直方体形状(厚板状)の石製の部材である。定盤10は、下面10aと、下面10aと平行な上面10eと、を有する。

0022

定盤10の下面10aには、略立方体形状の凹部10b、10cが形成される。凹部10bは、下面10aの4つの隅のそれぞれに一箇所ずつ形成される。凹部10cは、下面10aの長辺に沿ってそれぞれ一箇所ずつ、合計2箇所形成される。凹部10b、10cの深さD1は、定盤10の強度を保つため、定盤10の厚さTの0.3〜0.5倍とする。また、凹部10b、10cの深さD1、すなわち支持面10dの高さは、支持面10dからマスク検査装置1全体の重心Gを見上げる角度θ(図2参照)が60度以下のできるだけ小さい角度(例えば、略30度)になるように設定される。

0023

凹部10bの内部には、設置面F上に載置された除振台51が設けられる。凹部10cの内部には、設置面F上に載置された除振台52が設けられる。除振台51はアクティブ除振台であり、除振台52は重さを支えるパッシブ除振台である。除振台51、52はすでに公知であるため、説明を省略する。

0024

除振台51、52の高さは、凹部10b、10cの深さD1より高い。したがって、除振台51、52が支持面10dを支持することで、定盤10が除振台51、52を介して設置面F上に載置される。これにより、支持面10dを基準とした時のマスク検査装置1の重心Gを低くすることができる。

0025

定盤10の上面10eには、溝10fが形成される(上面10eは溝10fを含む)。溝10fは、移動部30を移動させる時のガイドである。定盤10の強度を高くするために、溝10fは、平面視(+y方向から見た場合)において、凹部10b、10cと重ならない位置に、定盤10の長手方向(x方向)に沿って形成される。

0026

溝10fの深さD2は、定盤10の厚さTに比べて十分に小さい。また、溝10fの深さD2は、最も重心Gが低くなるように、カメラ22a(後に詳述)が上面10eに当接した時のカメラ22の光軸ax(図2参照)が、移動部30(後に詳述)に支持されたマスクMの下端と一致するように設定される。本実施の形態では、溝10fの深さD2は60mm程度である。したがって、溝10fを形成したとしても、定盤10の剛性を十分に高い状態とすることができる。

0027

撮像部20は、主として、定盤10から上方に突出して設けられた柱21と、柱21に設けられたカメラ22(図2参照)と、柱21に設けられた照射部23a、23b(図1参照)と、を有する。

0028

柱21は、上面10eから上方(+y方向)に突出するように、定盤10に取り付けられる。柱21は、セラミック等により形成される。重心Gを低くするため、柱21は中空とすることが好ましい。

0029

カメラ22は、例えばCCDカメラや特殊なCCDカメラであるTDIカメラであり、2個のカメラ22a、22bを有する。カメラ22a、22bは、それぞれ、g線及びe線を平行光に変換する対物レンズと、対物レンズを通過したg線とe線とを分離する光学部材(例えば、偏光ビームスプリッタダイクロイックフィルタとの機能を併せ持つ部材)と、光学部材で分離されたg線及びe線をそれぞれ結像する2組の結像レンズと、2組の結像レンズで結像されたg線及びe線をそれぞれ画像化する撮像素子と、を有する。このように、カメラ22a、22bは、透過光反射光とを同時に画像化することができる。なお、カメラ22a、22bは、すでに公知の技術を用いることができるため、詳細な説明を省略する。

0030

カメラ22a、22bは、y方向に沿って2個隣接して設けられる。カメラ22と柱21との間にはエアパッド(図示せず)を含む移動機構(図示せず)が設けられる。この移動機構には、光軸axがz軸と平行となるようにカメラ22が設けられる。

0031

図示しない移動機構が上下方向(y方向)に移動することにより、カメラ22が上下方向(y方向)に移動する。移動機構は、2個のカメラ22a、22bを、カメラ22aが定盤10の上面10eに当接する初期位置と、カメラ22bが柱21の上端近傍の位置する上端位置(図2の2点鎖線参照)との間を、柱21に沿って移動させる。

0032

また、撮像部20は、図示しない透過照明光源と、反射照明光源と、を有する。透過照明光源は、マスクMの背面側(−z側)に設けられ、いわゆるg線(例えば波長が435.84[nm]の光)を照射する。反射照明光源は、マスクMの表面側(+z側)に設けられ、いわゆるe線(例えば波長が546.07[nm]の光)を照射する。カメラ22は、透過照明光源から照射されたg線と、反射照明光源から照射されたe線とを同時に受光し、画像化する。このようにしてカメラ22により得られた画像と、パターン情報(後に詳述)とを比較することで、マスクMの検査が行なわれる。

0033

なお、カメラ22の数は、2個に限らず、1個(カメラ22a、22bの一方)でもよい。しかしながら、2個のカメラ22a、22bを用いる場合には、マスクMの検査領域の下半分と上半分とをそれぞれカメラ22a、22bで撮像し、それぞれの撮像データとパターン情報とを比較することで、1個のカメラを用いる場合に比べて2倍の能率を得ることができる。したがって、カメラ22が2個のカメラ22a、22bを有することが望ましい。

0034

照射部23aは、例えばリニア干渉計であり、柱21に設けられる。照射部23aへは、光源53(図1参照)から照射された光が、導光部材54(図1参照)等を介して導かれる。照射部23aは、導かれた光を、リフレクター41bへ向けて略水平方向へ照射する。照射部23aについては、後に詳述する。

0035

移動部30は、定盤10に載置されるとともに、マスクMを保持するフレーム41(後に詳述)を含むマスク保持部40が載置される。図3は、移動部30の概略を示す図である。移動部30は、主として、移動部材本体31と、側面エアパッド32、33と、下面エアパッド34(341、342)と、凸部35と、を有する。

0036

移動部材本体31は、上方にマスク保持部40が設けられる棒状の部材である。移動部材本体31は、軽量化するため、アルミニウムにより形成される。移動部材本体31の側面には、側面エアパッド32、33が設けられる。側面エアパッド32、33については、後に詳述する。

0037

また、移動部材本体31の下側には、下面エアパッド34が設けられる。下面エアパッド34は、平面視(上(+y方向)から見て)略矩形形状の部材であり、移動部材本体31の+x側の端に設けられる下面エアパッド341と、移動部材本体31の−側の端に設けられる下面エアパッド342と、を有する。下面エアパッド341は、移動部材本体31の下側(−y側)に第1のピン438A(図3では図示省略、図5、6参照、後に詳述)を介して設けられ、下面エアパッド342は、移動部材本体31の下側に第2のピン438B(図3では図示省略、図5、6参照、後に詳述)を介して設けられる。下面エアパッド34は下面エアパッド341と下面エアパッド342とは同一の構成である。下面エアパッド341、342については、後に詳述する。

0038

移動部材本体31の上側には、凸部35が設けられる。凸部35は、板状の部材であり、内部に第1の軸受439A又は第2の軸受439B(図4では図示省略、図5、6参照、後に詳述)が設けられる。

0039

図4は、移動部30を説明するための概略図であり、マスク検査装置1を部分的に拡大した平面図である。図4において、空気の流れを太破線矢印で示す。

0040

側面エアパッド32、33は、略円筒形状の部材である。側面エアパッド32は、移動部材本体31の側面31aに設けられ、側面エアパッド33は、側面31aと反対側の側面31bに設けられる。側面エアパッド32の先端面32aは溝10fの側面10gと対向し、側面エアパッド33の先端面33aは溝10fの側面10hと対向する。なお、先端面32aが対向する側面10gは基準面であり、高い精度(例えば、面精度が2μm程度、基準面ではない側面10hの面精度は5μm程度)で形成される。

0041

側面エアパッド32は、略円筒形状の結合部32bと、略円筒形状のエアパッド部32cと、を有する。結合部32bの直径はエアパッド部32cの直径より小さく、結合部32bの先端面が穴31cの底面と当接した状態が保たれる。結合部32bは、移動部材本体31に形成された穴31cの内部に設けられる。結合部32bの外周面と、穴31cの内周面との間には、弾性部材36(例えば、Oリング)が設けられる。

0042

側面エアパッド33は、略円筒形状の摺動部33bと、略円筒形状のエアパッド部33cと、を有する。摺動部33bの直径は、エアパッド部33cの直径より小さい。また、摺動部33bは、摺動部33bの直径より大きい直径を有する穴31dの内部に、移動部材本体31に対して移動可能に設けられる(後に詳述)。摺動部33bの外周面と、穴31dの内周面との間には、供給された空気が逃げないように弾性部材36が設けられる。

0043

側面エアパッド32、33には、それぞれ内部に貫通孔32d、33dが形成される。貫通孔32d、33dの内部には、オリフィス32e、33eが形成されている。貫通孔32d、33dは、移動部材本体31に形成された管状の孔31eに接続されている。孔31eは、図示しないポンプ等から供給される空気の通路であり、一端はプラグ37により覆われており、他端はポンプ等と連結された配管38と連結されている。その結果、配管38を介して、穴31dと摺動部33bとの間の空間及び貫通孔32d、33dに空気が供給される。

0044

貫通孔32dに供給された空気は、オリフィス32eを通って、貫通孔32dの先端面32a側の開口部から側面10gに向けて吐出される(図4太破線矢印参照)。また、貫通孔33dに供給された空気は、オリフィス33eを通って、貫通孔33dの先端面33a側の開口部から側面10hに向けて吐出される(図4太破線矢印参照)。これにより、側面10gと側面エアパッド32の先端面32aとの間及び側面10hと側面エアパッド33の先端面33aとの間に薄い空気の層が形成される。

0045

摺動部33bと穴31dとの間の空間に供給された空気は、摺動部33bの先端面33fを押圧し、摺動部33bを、側面31bの法線方向(z方向)に移動させる。摺動部33bがz方向に移動することにより、側面10gと先端面32aとの間隔及び側面10hと先端面33aとの間隔が自動的に調整される。

0046

先端面33fの面積をSPIをとし、貫通孔32d、33dから吐出する空気の圧力をPPIとすると、摺動部33b、すなわち側面エアパッド33に加えられる力fは、SPIとPPIとの積(f=SPI×PPI)である。溝10fの幅に合わせて側面エアパッド33を移動させるためには、側面エアパッド33、すなわち先端面33aの面積SPdより先端面33fの面積SPIを小さくする必要がある(本実施の形態では、面積SPIは、面積SPdの0.5〜0.8倍程度)。側面エアパッド32、すなわち先端面32aの面積は、先端面33aの面積と同じ面積SPdであるため、移動部材本体31は、溝10fの中で自動的に位置が保たれる。

0047

側面10gと先端面32aとの間及び側面10hと先端面33aとの間に形成された薄い空気の層を介して、側面エアパッド32、33が溝10fの側面をおし広げるようにする。定盤10は石製であり溝10fの寸法が変化しないため、側面エアパッド32、33、すなわち移動部30は、溝10fによりガイドされる。

0048

摺動部33bの直径が穴31dの直径より小さいため、摺動部33bの中心軸は、穴31dの中心軸(移動部材本体31の穴31dが形成された側面の法線方向)に対して傾くことができる。そのため、側面10gと側面10hとが平行でない場合にも、側面10gと先端面32aとを平行にし、側面10hと先端面33aとを平行にすることができる。

0049

下面エアパッド341、342(図4では図示省略)には、内部に管状の貫通孔34aが形成される。貫通孔34aは、図示しないポンプ等から供給される空気の通路である。貫通孔34aは、一端は下面34cに開口し、他端は側面34dに開口する。貫通孔34aの側面34dに開口した開口部は、ポンプ等と連結された配管39と連結されている。その結果、配管39を介して貫通孔34aに空気が供給される。

0050

配管39から貫通孔34aに供給された空気は、オリフィス34b(図4では図示省略、図6参照)を通って、下面エアパッド341、342の下面34c側の開口部34fから、溝10fの底面10iに向けて吐出される。その結果、貫通孔34aから吐出した空気により、底面10iと下面34cとの間に薄い空気の層が形成される(図6破線矢印参照)。これにより、下面エアパッド341、342が溝10fの底面から浮き上がる。

0051

図1、2の説明に戻る。マスク保持部40は、主として、フレーム41と、マスクMの下辺の高さ方向(y方向)の位置を変更する調整機構42(図2では図示省略)と、フレーム41を回転させる回転機構43と、を有する。

0052

フレーム41は、鉛直に保持されるマスクMの外周を囲むよう、略枠状に形成される。フレーム41は、位置検出等の基準となる基準枠である。

0053

フレーム41は、マスクMの表面(パターンが形成された面)がxy平面と平行となるようにマスクMを保持する。フレーム41には、マスクMを把持する爪部41a(図2では図示省略)が複数設けられる。

0054

フレーム41の上側には、固定子62a(後に詳述)が設けられる。また、フレーム41の上側には、保持部41fが設けられる。保持部41fは、固定子62aと重ならないように、フレーム41の裏側(−z側)にずらして設けられる。保持部41fは、例えばエアパッドであり、上部枠71に設けられた薄板状の板部73を挟持する。これにより、フレーム41がx軸を中心に傾かないようにフレーム41が支持される。なお、エアパッド41は、すでに公知の技術を用いることができるため、詳細な説明を省略する。

0055

フレーム41の側面には、横方向(x方向)に突出するようにリフレクター41b、41cが設けられる。リフレクター41b、41cは、光を入射方向に戻す反射鏡(例えば、レトロリフレクター)であり、フレーム41のx方向の位置を検出するのに用いられる。リフレクター41bは、フレーム41の下端近傍に設けられ、リフレクター41cは、フレーム41の上端近傍に設けられる。リフレクター41b、41cについては後に詳述する。

0056

フレーム41の下方には、調整機構42及び回転機構43が設けられる。調整機構42は、x方向に沿って複数個形成される。調整機構42は、上面がxz平面に対して傾いている第1ブロック42aと、下面がxz平面に対して傾いている第2ブロック42bとを有し、第1ブロック42aと第2ブロック42bとの相対的な位置関係を変えることで高さの調整を行なう。調整機構42はすでに公知であるため、詳細な説明は省略する。

0057

回転機構43は、フレーム41の下側に位置する枠部分の両端近傍に設けられる。以下、回転機構43について詳しく説明する。

0058

図5は、マスク保持部40、特にフレーム41及び回転機構43の概略を示す図である。図5では、爪部41a及び調整機構42の図示を省略している。図6は、回転機構43の概略を示す図である。また、図6において、空気の流れを太破線矢印で示す。

0059

なお、第1のネジ部材432A、第1のナット部材433A、第1のピン438A及び第1の軸受439Aと、第2のネジ部材432B、第2のナット部材433B、第2のピン438B及び第2の軸受439Bは同様の構成である。したがって、図6では、第1のネジ部材432A、第1のナット部材433A、第1のピン438A及び第1の軸受439Aについてのみ図示する。また、図6では、調整機構42、及び動力伝達部437についての図示を省略する。

0060

回転機構43は、主として、回転駆動部431と、第1のネジ部材432A及び第2のネジ部材432Bと、第1のナット部材433A及び第2のナット部材433Bと、スプロケット434、434a、435、436と、動力伝達部437(437a、437b)と、第1のピン438A及び第2のピン438Bと、第1の軸受439A及び第2の軸受439Bと、を有する。

0061

フレーム41の下側に位置する下枠部分41dには、底面部分に第1のナット部材433A及び第2のナット部材433Bが埋め込まれている。第1のナット部材433A及び第2のナット部材433Bは、摩擦係数の小さい材料、例えば銅合金等で形成される。第1のナット部材433A及び第2のナット部材433Bとは、それぞれ、略鉛直方向(y方向)に設けられる。

0062

第1のナット部材433Aと第2のナット部材433Bとは、それぞれ下枠部分41dの両端近傍に設けられる。図5においては、第1のナット部材433Aは、左端近傍(+x端近傍)に設けられ、第2のナット部材433Bは、右端近傍(−x端近傍)に設けられる。

0063

第1のネジ部材432A及び第2のネジ部材432Bは、剛性が高いネジ、例えば台形ネジが用いられる。第1のネジ部材432A及び第2のネジ部材432Bは、それぞれ、略鉛直方向(y方向)に設けられる。第1のネジ部材432Aは、第1のナット部材433Aと螺合し、第2のネジ部材432Bは、第2のナット部材433Bと螺合する。

0064

第1のネジ部材432A及び第2のネジ部材432Bには、フレーム41やマスクMの重量の略半分(例えば、200kg程度)がかかるため、耐荷重性に優れている必要がある。また、微小量(例えば、ミクロン単位サブミクロン単位)の位置決めを可能にするため、研削加工により形成された高精度のネジ(研削ネジ)とすることが望ましい。

0065

第1のネジ部材432Aの中心軸は、第1のピン438A及び第1の軸受439Aの中心軸と略一致する。また、第2のネジ部材432Bの中心軸は、第2のピン438B及び第2の軸受439Bの中心軸と略一致する。言い換えると、第1のネジ部材432Aは、第1のピン438Aの上方に、平面視において第1のピン438Aと重なる位置に設けられ、第2のネジ部材432Bは、第2のピン438Bの上方に、平面視において第2のピン438Bと重なる位置に設けられる。

0066

回転駆動部431は、電動モータ等のアクチュエータであり、出力軸431aを有する。出力軸431aには、スプロケット434が一体化される。また、第1のネジ部材432Aにはスプロケット434a及びスプロケット435が一体化され、第2のネジ部材432Bにはスプロケット436が圧入等により一体化される。スプロケット434と出力軸431aと、スプロケット434a、435と第1のネジ部材432Aと、スプロケット436と第2のネジ部材432Bとは、嫌気性接着剤等の強力接着剤により一体化しても良いし、キー及びネジにより一体化しても良い。

0067

スプロケット435の歯数はαであり、スプロケット436の歯数はβである。歯数βは、歯数αより多い。スプロケット434aの歯数は、必要な減速比が得られるように、任意に決定することができる。

0068

リフレクター41bと第2のネジ部材432Bとの平面視における距離(x方向の距離)を距離Aとし、リフレクター41bと第1のネジ部材432Aとの平面視における距離(x方向の距離)を距離Bとすると、スプロケット435の歯数αと、スプロケット436の歯数βとは、歯数α:歯数β=距離A:距離Bの関係を有する。例えば、距離B=3×距離Aとすると、歯数α:歯数β=1:3である。これにより、第1のネジ部材432Aのy方向の移動量と、第2のネジ部材432Bのy方向の移動量との比は、リフレクター41bからの距離の逆比となる。

0069

スプロケット434とスプロケット434aとは動力伝達部437aにより連結され、スプロケット435とスプロケット436とは動力伝達部437bより連結される。動力伝達部437a、437bは、出力軸431aの回転をスプロケット435、436に伝達するものであり、チェーンタイミングベルト等を用いることができる。本実施の形態では、動力伝達部437a、437bにチェーンを用いる。なお、スプロケット434aを用いない場合には、1本の動力伝達部がスプロケット434と、スプロケット435、436とを連結すればよい。

0070

第1のピン438A及び第2のピン438Bは、下に略半球面を持つ棒状の部材であり、略鉛直方向に沿って設けられる。第1のピン438A及び第2のピン438Bは、図6に示すように、略球体形状の球状部438aと、下端面に略半球面の穴438cが形成された棒状部438bと、を有する。穴438cの底面と球状部438aの上端の略半球面とが当接する。

0071

棒状部438bは、移動部材本体31を上下方向(y方向)に貫通する孔に挿入され、一体化される。本実施の形態では、棒状部438bの外周面には雄ネジ(図示せず)が形成され、この雄ネジが移動部材本体31をy方向に貫通する孔31fに形成された雌ネジ(図示せず)に螺合される。これにより、棒状部438b、すなわち第1のピン438A及び第2のピン438Bが移動部材本体31に固定される。

0072

球状部438aは下面エアパッド341、342の上面に形成された穴34eに設けられる。穴34eの底面は略半球面であり、穴34eの底面と球状部438aの下端の略半球面とが当接する。したがって、第1のピン438A及び第2のピン438B(移動部材本体31)に対して、下面エアパッド341、342が揺動可能である。

0073

第1の軸受439A及び第2の軸受439Bは、移動部材本体31の上面側に設けられた凸部35の内部に設けられる。第1の軸受439A及び第2の軸受439Bは、ラジアル荷重及びアキシャル荷重を受けても滑らかな可動が可能なアンギュラ玉軸受を用いることが望ましい。

0074

移動部材本体31の上面側には、第1のピン438A及び第2のピン438Bと中心軸が略一致する位置に、それぞれ第1の軸受439A及び第2の軸受439Bが設けられる。第1のネジ部材432Aの下端は、第1の軸受439Aに軸支され、第2のネジ部材432Bの下端は、第2の軸受439Bに軸支される。

0075

フレーム41やマスクMの荷重は、第1のネジ部材432A及び第2のネジ部材432Bや第1の軸受439A及び第2の軸受439Bを介して、剛性が高く歪まない第1のピン438A及び第2のピン438Bが支えることになる。第1のピン438A及び第2のピン438Bは、それぞれ下面エアパッド341、342により支持される。

0076

このように、マスク保持部40等の荷重を、一番剛性の高い第1のピン438A及び第2のピン438Bや下面エアパッド341、342を介して、剛性の高い定盤10で支えることができる。また、下面エアパッド341、342は、移動部材本体31の両端近傍に設けられるため、マスク保持部40等の荷重を安定して支えることができる。

0077

また、第1のネジ部材432A及び第1のピン438Aは、平面視において、開口部34fと重なる位置に設けられる(第2のネジ部材432B及び第2のピン438Bについても同様)。本実施の形態では、空気を吐出する開口部34f(図6破線矢印参照)の中心軸は、第1のネジ部材432A、第1のピン438A等の中心軸と一致している。そして、開口部34fは、平面視において、下面エアパッド341、342の略中心に形成される。したがって、マスク保持部40等の荷重を下面エアパッド341、342の中心にかけ、それにより下面エアパッド341、342がマスク保持部40等を安定して浮上させることができる。

0078

次に、回転機構43によりフレーム41を回転させる方法について説明する。回転駆動部431を駆動させると、出力軸431a及びスプロケット434が回転し、動力伝達部437aによりスプロケット435が回転すると共に、動力伝達部437bによりスプロケット436が回転する。スプロケット435の回転と共に第1のネジ部材432Aが回転し、スプロケット436の回転と共に第2のネジ部材432Bが回転する。

0079

スプロケット436の歯数βはスプロケット435の歯数αより多いため、スプロケット435が圧入等された第1のネジ部材432Aは、スプロケット436が圧入等された第2のネジ部材432Bより多く回転する。したがって、第1のネジ部材432Aのy方向の移動量は、第2のネジ部材432Bのy方向の移動量より大きい。

0080

第1のネジ部材432Aの位置では、第1のネジ部材432Aのy方向の移動量だけフレーム41が移動し、第2のネジ部材432Bの位置では、第2のネジ部材432Bのy方向の移動量だけフレーム41が移動する。これにより、フレーム41が回転する。

0081

特に、本実施の形態では、歯数α:歯数β=距離A:距離Bであるため、リフレクター41bのx方向の位置Oを基準として、位置Oが動かないようにフレーム41が弧を描くように回転する(図5矢印参照)。ここで、位置Oとは、スプロケット435、436とを結ぶ略平行な線と、リフレクター41bを含む略鉛直方向の線と、が交差する位置である。なお、フレーム41が最大限回転したときの、第1のネジ部材432Aの位置におけるy方向の移動量は±3mm程度である。

0082

なお、フレーム41の回転に伴い、フレーム41の上端に設けられた保持部41fも回転する。ただし、保持部41fは、板部73を挟持するものであるため、高さ方向の変化により問題は発生しない。

0083

また、フレーム41の回転に伴い、第1のネジ部材432A及び第2のネジ部材432Bのx方向の位置も微小に変化する。ただし、第1のネジ部材432Aと、第1のナット部材433Aとの間、及び第2のネジ部材432Bと第2のナット部材433Bとの間にはすき間が存在している。したがって、フレーム41の回転により第1のネジ部材432A、第2のネジ部材432Bの水平方向(x方向)の位置が微小にずれたとしても不具合は発生しない。

0084

さらに、フレーム41の回転に伴い、第1のネジ部材432A及び第2のネジ部材432Bの延設方向が、略鉛直方向から斜めに変化する。ただし、第1の軸受439A、第2の軸受439Bにアンギュラ玉軸受を用いているため、第1のネジ部材432A、第2のネジ部材432Bが傾いたとしても、第1のネジ部材432A、第2のネジ部材432Bを回転させることができる。

0085

フレーム41の回転角度をψとすると、リフレクター41bは高さ方向(y方向)にH1×cosψだけ移動する。しかしながら、角度ψは微小であるため、cosψは略1であり、リフレクター41bの高さ方向の位置はほとんど変化しない。したがって、リフレクター41bを用いたフレーム41の位置検出には不具合は生じない。

0086

ここで、フレーム41の位置検出機構について説明する。図1、2に示すように、リフレクター41bへは照射部23aから光を照射し、リフレクター41cへは照射部23bから光を照射する。主として、照射部23a及びリフレクター41bを用いてフレーム41の位置検出を行う。照射部23b及びリフレクター41cは、フレーム41の移動中に定盤10の反り等によって発生するピッチングにより誤差補正するために補助的に用いる。

0087

図7は、リフレクター41b及びリフレクター41bへ光を照射する照射部23aの概略を示す斜視図である。なお、リフレクター41bとリフレクター41cと、及び照射部23aと照射部23bとは同一の構成であるため、以下、リフレクター41b及び照射部23aについて説明し、リフレクター41c及び照射部23aについては説明を省略する。

0088

照射部23aは、取付部材24を介して柱21に設けられる。リフレクター41bは、常温付近での熱膨張率が非常に小さい高性能金属材料(例えば、スーパーインバー)で形成された保持部材41gを介して、フレーム41の側面に設けられる。リフレクター41bは、フレーム41の側面から水平方向(ここでは、−x方向)に突出するように設けられる。保持部材41gに含まれる3本の棒材は、棒材等により補強されている。

0089

照射部23aから照射された光は、リフレクター41bで反射されて、照射部23aに入射する。照射部23aから照射され、リフレクター41bで反射された光に基づいて、照射部23aとリフレクター41bとの距離、すなわちフレーム41のx方向の位置が検出される。照射部23a、リフレクター41b及びこれらを用いた位置検出方法は公知の技術を用いることができるため、説明を省略する。

0090

図1、2の説明に戻る。マスク検査装置1は、移動部30を定盤10の溝10f(上面10eでもよい)に沿って移動させる下部リニアモータ61(図9参照)と、下部リニアモータ61に追随して駆動される(後に詳述)上部リニアモータ62(図9参照)と、を有する。

0091

下部リニアモータ61は、主として、可動子61aと、図示しない固定子と、を有し、上部リニアモータ62は、主として、可動子62aと、固定子62bと、を有する。可動子61aは、移動部材本体31に設けられ、可動子62aは、フレーム41の上側に設けられる。下部リニアモータ61の図示しない固定子は、定盤10に設けられ、上部リニアモータ62の固定子62bは、上部枠71に設けられる。なお、上部枠71は、図2に示すように、柱21と、例えばアルミニウム製の中空角棒により形成された柱74と、により支えられている。

0092

移動部30はマスク検査装置1の重心G(図2参照)に近いため、主として下部リニアモータ61を用いてフレーム41等(移動部30を含む)をx方向に移動させる。しかしながら、フレーム41の高さは1.5m〜2m程度であるため、フレーム41をx方向に移動させる場合、下部リニアモータ61のみでは、加速時にフレーム41の上部の移動が遅れ、結果としてフレーム41が平行四辺形状に歪んでしまう。したがって、フレーム41の上方に上部リニアモータ62を設け、加速時にフレーム41の上部の移動が遅れないようにする。

0093

しかしながら、本実施の形態では、フレーム41が回転するため、フレーム41の回転に伴い可動子62aの水平方向(x方向)及び垂直方向(y方向)の位置が変わってしまう。特に水平方向の移動は、上部リニアモータ62の位相のずれの原因となる。そのため、可動子62aの水平方向(x方向)及び垂直方向(y方向)の位置を移動させる移動機構を設ける。なお、可動子61aはy方向及びz方向に移動しない移動部30に設けられるため、フレーム41の回転による水平方向及び垂直方向の移動は無視可能である。

0094

図8は、可動子62a及びその移動機構について説明する図である。移動機構は、主として、レール63と、スライダー64と、弾性部材65と、ブレーキ機構66と、を有する。

0095

レール63は、フレーム41の上側に位置する上枠部分41eに、水平方向に対して傾いて設けられる。レール63の傾きは、フレーム41の回転中心Oを頂点とした二等辺三角形底辺に略沿っている(図5参照)。レール63には、長手方向に沿って溝63aが形成される。

0096

スライダー64は、側面視略コの字形状であり、レール63に設けられる。スライダー64の対向する2つの側面には、それぞれ、溝63aに挿入される凸部(図示せず)が内側に突出するように形成される。この凸部には、複数の鋼球(図示せず)が設けられ、スライダー64がレール63に沿って移動するときには、この鋼球が転がることでスライダー64が滑らかに移動する。

0097

スライダー64には、可動子62aが設けられる。したがって、可動子62aは、スライダー64と同様、レール63に沿って移動可能である。

0098

弾性部材65は、可動子62aに、図8における左下方向(図8矢印参照)に引っぱる方向の力を付勢する。弾性部材65としては、例えばコイルばねを用いることができる。

0099

ブレーキ機構66は、クランプ(図示せず)を有する。ブレーキ機構66は、空気を封入することでクランプを開放し、空気を抜くことでレール63の側面63bにクランプを押し付けて、スライダー64をレール63に対して固定する。レール63、スライダー64、弾性部材65、ブレーキ機構66は既に公知の技術を用いることができるため、詳細な説明を省略する。

0100

マスク検査装置1の上部枠71(図1では図示省略)には、位置決め用ピン72が設けられる。フレーム41を+x方向に移動させることで、位置決め用ピン72に可動子62aを当接させる。さらにフレーム41を+x方向に移動させることで、可動子62aが、弾性部材65の付勢力に抗して、レール63に沿って−x方向(図8白抜き矢印参照)へ移動する。

0101

位置決め用ピン72は、フレーム41がローディングポジション(マスクMの交換位置図1では、フレーム41がローディングポジションにある状態を示す。)又はそれより−x側にあるときに、可動子62aが位置決め用ピン72に当接する位置に設けられる。

0102

可動子62aが正しい位置に移動したら、可動子62aは、ブレーキ機構66によりレール63に固定される。なお、正しい位置とは、下部リニアモータ61の位相と上部リニアモータ62の位相とが等しい位置であり、加速の瞬間に正しいトルクを出すことができる位置である。

0103

なお、レール63は棒状であり、可動子62aは直線状に動くが、回転中心Oからの距離が遠いため、フレーム41の回転による可動子62aの移動軌跡(弧)と略同じである。

0104

なお、可動子62aは、フレーム41の回転中心Oにできるだけ近い位置、すなわちフレーム41の上枠部分41eの−x端近傍に設けることが望ましい。また、可動子62aは、図2に示すように、z方向(前後方向)の位置が重心Gと略一致することが望ましい。

0105

図9は、マスク検査装置1の電気的な構成を示すブロック図である。マスク検査装置1は、CPU(Central Processing Unit)151と、RAM(Random Access Memory)152と、ROM(Read Only Memory)153と、入出力インターフェース(I/F)154と、通信インターフェース(I/F)155と、メディアインターフェース(I/F)156と、を有し、これらはカメラ22a、22b、照射部23a、23b、爪部41a、調整機構42、回転駆動部431、光源53、下部リニアモータ61、上部リニアモータ62、ブレーキ機構66等と互いに接続されている。

0106

CPU151は、RAM152、ROM153に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。CPU151には、カメラ22a、22b、照射部23a、23b等から信号が入力される。CPU151から出力された信号は、調整機構42、回転駆動部431、光源53、下部リニアモータ61、上部リニアモータ62、ブレーキ機構66等に出力される。

0107

RAM152は、揮発性メモリである。ROM153は、各種制御プログラム等が記憶されている不揮発性メモリである。CPU151は、RAM152、ROM153に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ROM153は、マスク検査装置1の起動時にCPU151が行うブートプログラムや、マスク検査装置1のハードウェアに依存するプログラムなどを格納する。また、ROM153は、マスクMに描画されたパターンの位置及び形状に関する情報であるパターン情報(例えば、設計情報)、照射部23a、23bから照射された光がリフレクター41b、41cで反射されて照射部23a、23bに戻ってきた時間と、フレーム41のx方向との位置を関連付けた位置情報、回転駆動部431の駆動量とフレーム41の回転角度とを関連付けた回転情報等を格納する。RAM152は、CPU151が実行するプログラム及びCPU151が使用するデータなどを格納する。

0108

CPU151は、入出力インターフェース154を介して、キーボードマウス等の入出力装置141を制御する。通信インターフェース155は、ネットワーク142を介して他の機器からデータを受信してCPU151に送信すると共に、CPU151が生成したデータを、ネットワーク142を介して他の機器に送信する。

0109

メディアインターフェース156は、記憶媒体143に格納されたプログラム又はデータを読み取り、RAM152に格納する。なお、記憶媒体143は、例えば、ICカードSDカード、DVD等である。

0110

なお、各機能を実現するプログラムは、例えば、記憶媒体143から読み出されて、RAM152を介してマスク検査装置1にインストールされ、CPU151によって実行される。

0111

CPU151は、入力信号に基づいてマスク検査装置1の各部を制御する制御部151aの機能を有する。制御部151aは、CPU151が読み込んだ所定のプログラムを実行することにより構築される。制御部151aが行う処理については、後に詳述する。

0112

図9に示すマスク検査装置1の構成は、本実施形態の特徴を説明するにあたって主要構成を説明したのであって、例えば一般的な情報処理装置が備える構成を排除するものではない。マスク検査装置1の構成要素は、処理内容に応じてさらに多くの構成要素に分類されてもよいし、1つの構成要素が複数の構成要素の処理を実行してもよい。

0113

次に、マスク検査装置1の動作について説明する。まず、制御部151aは、爪部41a等を制御して、フレーム41にマスクMを保持する。また、制御部151aは、調整機構42によりマスクMの下辺の高さ方向(y方向)の位置を調整する。このときは、移動部30は、定盤10の+方向の端近傍のローディングポジションに位置する。

0114

次に、制御部151aは、下部リニアモータ61、上部リニアモータ62を制御して、移動部30を溝10fに沿って−x方向に移動させ、マスクMを取付位置から検査位置に移動させる。

0115

具体的には、制御部151aは、図示しないポンプ等から側面エアパッド32、33に空気を供給して、貫通孔32d、33dから空気を吐出する。また、移動部30の図示しないポンプ等から下面エアパッド34に空気を供給して、貫通孔34aから空気を吐出する。

0116

そして、制御部151aは、下部リニアモータ61、上部リニアモータ62を制御して、移動部材本体31に−x方向の力を付勢する。図10は、制御部151aが行う下部リニアモータ61(可動子61a)、上部リニアモータ62(可動子62a)の制御について説明する図である。

0117

下部リニアモータ61(可動子61a)と上部リニアモータ62(可動子62a)とは、並列に接続されている。したがって、制御部151aは、下部リニアモータ61の可動子61aと、上部リニアモータ62の可動子62aへ同時に信号を出力する。

0118

具体的には、制御部151aは、可動子61a、62aのU相、V相、W相にそれぞれ信号を出力し、制御部151aは、その結果に基づいて可動子61a、62aのU相、V相、W相の力率力率情報)を求めておく。そして、制御部151aは、CPU151から出力されるパルス等に基づいて、現時点における目標座標位置指令)を算出する。さらに、制御部151aは、算出された位置指令を1次微分する1次微分項と、位置指令を2次微分する2次微分項と、を算出する。

0119

制御部151aは、比例動作積分動作微分動作を組み合わせたPID制御と、位置指令、1次微分項、2次微分項と、可動子61a、62aの位置を管理するために基準となる原点信号と、に基づいたフィードフォワード制御と、を行う。そして、制御部151aでは、制御結果、力率情報等に基づいて駆動信号を生成する。駆動信号は、U相、V相、W相のそれぞれに対応する信号であり、図示しないアンプでそれぞれ増幅された後、可動子61a、62aのU相、V相、W相のコイルそれぞれに出力される。

0120

本実施の形態では、重心Gに近い下部リニアモータ61(可動子61a)に大きな電流を供給し、重心Gから遠い上部リニアモータ62(可動子62a)に小さな電流を供給する。例えば、可動子61aに流れる電流値と可動子62aに流れる電流値との比を、可動子61aと重心Gとの距離と、可動子62aと重心Gとの距離とに逆比例させる。

0121

例えば、下部リニアモータ61の可動子61aに流れる電流をi1u、i1v、i1wとし、上部リニアモータ62の可動子62aに流れる電流をi2u、i2v、i2wとする。可動子62aと重心Gとの高さ方向の距離Hhigh(図2参照)が、可動子61aと重心Gとの高さ方向の距離Hlow(図2参照)の4倍(Hhigh=Hlow×4)であるとすると、i1u=4×i2u、i1v=4×i2v、i1w=4×i2wとする。そのためには、可動子61aの内部抵抗R1u、R1v、R1w、可動子62aの内部抵抗R2u、R2v、R2w、制御部151aと可動子61aとの間に挿入される抵抗Ru、Rv,Rwとの間にはR1u、:(R2u+Ru)=1:4、R1v、:(R2v+Rv)=1:4、R1w、:(R2w+Rw)=1:4とする。これにより、上部リニアモータ62は、下部リニアモータ61に追随して、下部リニアモータ61より弱い力で駆動される。

0122

下部リニアモータ61、上部リニアモータ62の駆動時には、側面エアパッド32、33と溝10fの側面10g、10hとの間、及び下面エアパッド34と溝10fの底面10iとの間に空気の層が形成されているため、移動部30やマスク保持部40を容易に移動させることができる。

0123

制御部151aは、光源53等を制御して、照射部23aから光を照射する。また、制御部151aは、照射部23aから照射された光が、リフレクター41bで反射され、照射部23aで受光するまでの時間についての情報を照射部23aから取得し、これを位置情報(ROM153に格納されている)と比較等することにより、フレーム41のx方向の位置を検出する。制御部151aは、このようにしてフレーム41の位置を検出しながら下部リニアモータ61、上部リニアモータ62を制御して、フレーム41を予め定められた所定の位置へ移動させる。

0124

また、制御部151aは、光源53等を制御して、照射部23bから光を照射する。そして、照射部23aに対して行なう処理と同様にしてフレーム41のx方向の位置を検出する。ただし、制御部151aは、照射部23bに基づいて求められた距離は、フレーム41の歪み等の検出に用い、フレーム41の位置制御には用いない。

0125

マスクMが検査位置に移動したら、制御部151aは、撮像部20を制御してマスクMに形成されたパターンを検出する。そして、制御部151aは、パターンの情報を取得し、パターンのうちのx方向に沿ったパターン(以下、パターンxという)が、x方向に対してどの程度傾いているかを検出する。

0126

制御部151aは、パターンxの傾きを検出したら、回転情報(ROM153に格納されている)に基づいて、回転駆動部431を制御してフレーム41を回転させて、パターンのうちの水平方向の成分を略水平とする(傾きを補正)。

0127

制御部151aは、フレーム41を回転させたら、下部リニアモータ61及び上部リニアモータ62を制御して、予め定められた位置(ROM153に格納されている)までフレーム41を+x方向に移動させる。この位置は、可動子62aが位置決め用ピン72に当接し、下部リニアモータ61の位相と上部リニアモータ62の位相とが一致する位置まで位置決め用ピン72が可動子62aを移動させる位置である。

0128

その後、制御部151aは、下部リニアモータ61及び上部リニアモータ62を制御して、フレーム41(マスクM)を再度検査位置に移動させる。そして、制御部151aは、撮像部20によりマスクMの検査を行う。本実施の形態では、透過照明光源からg線を、反射照明光源からe線を同時に照射し、これらをカメラ22a、22bで同時に受光して画像化する。そして、カメラ22aで撮像された画像と、カメラ22bで撮像された画像とのそれぞれをパターン情報(ROM153に格納されている)に基づいて生成された画像と比較することで、パターンの欠陥等を発見する。なお、制御部151aは、カメラ22aで撮像された画像と、カメラ22bで撮像された画像とを差分して、2枚の画像の差異を求めることで、パターンの欠陥等を発見してもよい。マスクMの検査方法は、既に公知の技術を用いることができるため、詳細な説明を省略する。

0129

マスクM全面の検査が終了したら、制御部151aは、下部リニアモータ61及び上部リニアモータ62を制御して、フレーム41(マスクM)を再度ローディングポジションに移動させる。そして、マスクMを交換して、次のマスクMの検査へと移る。

0130

本実施の形態によれば、略鉛直方向に設けられたフレーム41にマスクMをしっかりと固定しつつ、マスクM(フレーム41)を回転させることができる。これにより、マスクMに形成されたパターンのx軸と平行な線と、x軸とを平行にすることができる。特に、第1のネジ部材432A、第2のネジ部材432Bの回転量を細かく調整できるため、マスクM(フレーム41)の回転量を細かく調整することが可能であり、パターンのx軸と平行な線と、x軸とをほぼ完全に平行にすることができる。具体的には、x方向の位置が1m離れた距離で、パターンのx軸と平行な線の高さ方向のズレを0.5〜1μm以内にすることができる。

0131

例えば、画像処理アクティブアライメント)を用いてパターンのx軸と平行な線の傾きを補正する場合には、12〜24μm程度の補正が限度である。また、パターンのx軸に平行な線が途切れると、画像処理では対応できず、検査不能となってしまう。それに対し、マスクM(フレーム41)を回転させることで、画像処理では対応できない場合であっても、確実に検査を行なうことができる。

0132

また、本実施の形態によれば、スプロケット435の歯数α:スプロケット436の歯数β=リフレクター41bと第2のネジ部材432Bとのx方向の距離A:リフレクター41bと第1のネジ部材432Aとのx方向の距離Bであるため、リフレクター41bのx方向の位置Oを基準として、フレーム41を回転させることができる。そのため、フレーム41を回転させたとしても、リフレクター41bのy方向の位置はほとんど変化しない。これにより、レーザー干渉計(照射部23a、光源53を含む)で位置を確認する基準枠であるフレーム41の位置検出に不具合を発生させること無く、フレーム41にマスクMをしっかりと固定したままフレーム41を回転させることができる。

0133

また、本実施の形態によれば、自体を回転させることで、簡単な機構とし、機構が複雑化することによる不具合を防止することができる。例えば、基準枠(ここでは、フレーム41)の内側に更に枠(内側枠)を設け、内側枠を回転させることでマスクMを回転させる場合には、機構が複雑になり、それにより枠が厚くなったり、枠の強度が低下したりしてしまう。また、内側枠を回転させたときに内側枠に力を加えているため、基準枠と内側枠とを固定したとしても、移動部30の加速度等の外力により内側枠が基準枠に対して微視的に動いてしまうおそれがある。同様に、基準枠に対してマスクMを回転させる場合にも、マスクMに力を加えているため、基準枠に対してマスクMを固定したとしても、外力によりマスクMが基準枠に対して微視的に動いてしまうおそれがある。その結果、基準枠の位置を測定して得られたマスクMの位置と、本来あるべきマスクMの位置とにズレが生じないようにすることができる。

0134

それに対し、本実施の形態では、基準枠(フレーム41)自体を移動させるため、マスクMが基準枠に対して動くことはなく、フレーム41の位置を測定して得られたマスクMの位置と、本来あるべきマスクMの位置とにズレが生じることはない。

0135

また、本実施の形態によれば、下部リニアモータ61と上部リニアモータ62とを設け、可動子62aをx方向に移動可能に設けることで、フレーム41の回転に伴って可動子62aの位置が変わってしまったとしても、可動子62aを移動させることで、上部リニアモータ62を問題なく駆動することができる。

0136

なお、本実施の形態では、定盤10の上面10eに形成された溝10fに沿って移動部30が移動したが、定盤10に溝を形成せず、上面10eの上を移動部30が移動しても良い。例えば、上面10eにガイドレール等を設け、このガイドレール等に沿って移動部30を移動させても良い。

0137

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

0138

特に、本発明は、マスク保持装置(マスク保持部)として提供することもできるし、マスク保持装置と、定盤の上面から上方に突出するように定盤に設けられた柱と、柱に設けられ、マスクに形成されたパターンを撮像する撮像部と、柱に設けられ、反射鏡に光を照射する光照射部と、撮像部により撮像されたパターンの情報を取得し、パターンのうちの水平方向の成分が略水平となるように回転駆動部を制御し、かつ、光照射部を制御してフレームの水平方向の位置を検出する制御部と、を備えたマスク検査装置として提供することもできる。

0139

また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、略立方体形状とは、厳密に立方体形状の場合に限られない。例えば、定盤10には凹部10b等が形成されているが、定盤10を全体としてみれば略立方体形状である。また、例えば、単に鉛直、一致等と表現する場合において、厳密に鉛直、一致等の場合のみでなく、略鉛直、略一致等の場合を含むものとする。

0140

また、本発明において「近傍」とは、例えばAの近傍であるときに、Aの近くであって、Aを含んでもいても含んでいなくてもよいことを示す概念である。

0141

1 :マスク検査装置
10 :定盤
10a :下面
10b、10c:凹部
10d :支持面
10e :上面
10f :溝
10g、10h:側面
10i :底面
14f :板部
20 :撮像部
21 :柱
22、22a、22b:カメラ
23a、23b :照射部
24 :取付部材
30 :移動部
31 :移動部材本体
31a、31b:側面
31c、31d:穴
31e、31f:孔
32、33 :側面エアパッド
32a、33a:先端面
32b :結合部
33b :摺動部
32c、33c:エアパッド部
32d、33d:貫通孔
32e、33e:オリフィス
33f :先端面
34、341、342 :下面エアパッド
34a :貫通孔
34b :オリフィス
34c :下面
34d :側面
34e :穴
34f :開口部
35 :凸部
36 :弾性部材
37 :プラグ
38、39 :配管
40 :マスク保持部
41 :フレーム
41a :爪部
41b、41c:リフレクター
41d :下枠部分
41e :上枠部分
41f :保持部
41g :保持部材
42 :調整機構
42a :第1ブロック
42b :第2ブロック
43 :回転機構
51、52 :除振台
53 :光源
54 :導光部材
61 :下部リニアモータ
61a :可動子
62 :上部リニアモータ
62a :可動子
63 :可動子ガイド
64 :ブレーキ機構
65 :弾性部材
71 :上部枠
72 :位置決め用ピン
73 :板部
74 :柱
141 :入出力装置
142 :ネットワーク
143 :記憶媒体
151 :CPU
151a :制御部
152 :RAM
153 :ROM
154 :入出力インターフェース
155 :通信インターフェース
156 :メディアインターフェース
163 :目標座標算出部
431 :回転駆動部
431a :出力軸
432A :第1のネジ部材
432B :第2のネジ部材
433A :第1のナット部材
433B :第2のナット部材
434、434a、435、436:スプロケット
437、437a、437b:動力伝達部
438A :第1のピン
438B :第2のピン
438a :球状部
438b :棒状部
438c :穴
439A :第1の軸受
439B :第2の軸受

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