JP2008210951A - 位置検出装置および位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスク基板の正確な位置検出を実現する位置検出装置および方法を提供する。
【解決手段】マスク基板９の裏面と照明の射光中心部が概ね同一面上になるように設置され、該基板に対し側面方向から該基板の表裏面に概略平行な方向に光を照射する少なくとも一つの第１の照明装置３と、該基板の表面上方から基板エッジ部１０を含む領域に、該基板の表面に対して概略垂直な方向に光を照射する第２の照明装置４と、撮像範囲に該エッジ部が位置するように該基板の裏面側に配置され、該基板の裏面側を撮像する撮像装置５と、第１の照明装置３から光を照射した状態で撮像装置５により得られた第１の画像と、第２の照明装置４から光を照射した状態で撮像装置５により得られた第２の画像とから、該基板の少なくとも一箇所の該エッジ部のエッジ位置を検出する位置検出部１２とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板のエッジ位置を検出するのに好適な位置検出装置および位置検出方法に関する。

近年、５〜１５ｎｍの軟Ｘ線を用いた縮小反射型の投影露光技術であるＥＵＶリソグラフィ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）が、次世代リソグラフィとして有力視されており、その開発が世界的規模で進められている。

ＥＵＶリソグラフィを実現する課題の一つとして、マスクの異物対策がある。ＥＵＶマスクの製造工程におけるパーティクルの付着は、現在流通している通常のフォトマスクと同様に、その歩留まりに大きな影響を与える。パーティクルの付着を防止するために、通常のフォトマスクではペリクルと呼ばれる保護カバーが使用されているが、ペリクルはＥＵＶ光領域では使用できないため、ＥＵＶマスクの製造工程におけるパーティクルの付着防止が大きな課題となっている。

パーティクルの付着は、パターンが形成されたＥＵＶマスクを半導体の製造工程で使用する場合にも常に問題となる。例えば、ＥＵＶマスクをケースやポッドに搬入（搬出）する際、ＥＵＶマスクがケースやポッドと接触し、接触により発生したパーティクルがＥＵＶマスクに付着する。また、ＥＵＶマスクをドライエッチング装置等の真空装置に搬入（搬出）する際のロードロック室での真空引き（大気化）において、ロードロック室内に存在するパーティクルやＥＵＶマスクの搬入の際に持ち込まれたパーティクルが真空引き（大気化）により舞い上がり、これらがＥＵＶマスクに付着する。なお、ＥＵＶ露光装置も真空装置であるので、同様の問題がある。

パーティクルの付着防止のため、例えば、パーティクルを遮蔽するカバー状の構造体をＥＵＶマスクに搭載して、マスク表面を保護することが提案されている。このカバー状の構造体はＥＵＶマスクに対して脱着可能の構造となっており、リムーバブルペリクルと呼ばれている。リムーバブルペリクルは、トレイやブラケット等の各種の構造体が提案されており、何れの場合でも、リムーバブルペリクルをＥＵＶマスクに搭載するか、または、リムーバブルペリクルにＥＵＶマスクを搭載することにより、ＥＵＶマスクのパターン形成面側へのパーティクル付着を防止することを目的としている。特許文献１〜３に記載されているように、リムーバブルペリクルにおけるＥＵＶマスクとの接触部分には、機械的な支持ピン、または、樹脂からなるパッドが使用され、これらの接触部分を介して、リムーバブルペリクルはＥＵＶマスクの上下面または側面を保持している。

従って、上述したＥＵＶマスクをケースやポッドに搬入（搬出）する場合と同様に、ＥＵＶマスクをリムーバブルペリクルに脱着する際に、ＥＵＶマスクがリムーバブルペリクルと接触（離脱）することによりパーティクルが発生する。また、ＥＵＶマスクをリムーバブルペリクルに装着した状態で搬送する場合も、互いに擦れ合うことによりパーティクルが発生する。この時、ＥＵＶマスクとリムーバブルペリクルの位置関係がずれていると、リムーバルペリクルの支持ピン、または、パッドがＥＵＶマスクと接触する部分の面積が大きくなり、その結果発生するパーティクルの量が多くなる。このような事態を避けるため、ＥＵＶマスクをリムーバブルペリクルに装着する前に、ＥＵＶマスクとリムーバブルペリクルの位置を検出し、互いの位置関係のずれが大きい場合には、装着を一旦中止し、互いの位置関係を修正する必要がある。

特許文献４には、コンテナに透明な窓を設け、この窓を通じてマスクに形成されたマークを検出することにより、マスクの位置を検出する方法が記載されている。また、特許文献５には、マスクとマスク保護部材の両方に位置測定用マークを形成し、それぞれの位置測定用マークを検出することにより、マスクとマスク保護部材の位置を検出する方法が記載されている。いずれも、マスク（マスク保護部材）にあらかじめ形成されたマークを検出することにより、マスク（マスク保護部材）の位置を検出することを特徴としている。

一方、パーティクルの付着は、パターン（位置測定用マーク）が既に形成されたマスクだけでなく、パターンが形成されていないマスクブランクスにも起こるため、マスクブランクスの位置検出を実現する必要がある。その場合は、マスクブランクスの材料、成膜材料、成膜状態の影響を受けずに高精度に検出を行う必要がある。この問題を解決するため、本願の発明者らにより、マスクまたはマスクブランクスの側面から光を照射した状態で、マスクまたはマスクブランクスの表面（裏面）から、これらの基板エッジを含む部分を撮像し、撮像された基板エッジの散乱光から基板エッジの位置を計測する方法が提案されている（特許文献６）。

特開２００２−２９９２２５号公報 特開２００６−１８４４４２号公報 特開２００５−２６８４６４号公報 特開２００４−２１４６５８号公報 特開２００６−１５３８９９号公報 特許第３７９５８２０号公報

しかしながら、この方法では、マスクまたはマスクブランクスの基板エッジの形状によっては位置検出の精度が悪くなり、基板の正確な位置を検出できない場合があった。

また、マスクまたはマスクブランクスの基板エッジの形状によっては、基板がリムーバブルペリクル等のカバー状の構造体に装着された状態で、基板の正確な位置を検出できない場合があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パターンが既に形成されているマスクまたはパターン形成前のマスクブランクスについて、正確な位置検出を実現することができる位置検出装置および位置検出方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、基板の裏面と照明機構の射光中心部が概ね同一面上になるように設置され、前記基板に対し側面方向から前記基板の表裏面に概略平行な方向に光を照射する少なくとも一つの第１の照明手段と、前記基板の表面の上方に設けられ、前記基板のエッジ部を含む領域に、前記基板の表面に対して概略垂直な方向に光を照射する第２の照明手段と、撮像範囲内に前記基板のエッジが位置するように前記基板の裏面側に配置され、前記基板の裏面側を撮像する撮像手段と、前記第１の照明手段から光を照射した状態で前記撮像手段により撮像された第１の画像と、前記第２の照明手段から光を照射した状態で前記撮像手段により撮像された第２の画像とから、前記基板の少なくとも一箇所のエッジ位置を検出するエッジ位置検出手段とを備えること、を特徴とする。

また、本発明は、基板の裏面と照明機構の射光中心部が概ね同一面上になるように、前記基板に対し側面方向から前記基板の表裏面に概略平行な方向に光を照射する第１の照明ステップと、前記基板の表面の上方に設けられ、前記基板のエッジ部を含む領域に、前記基板の表面に対して概略垂直な方向に光を照射する第２の照明ステップと、撮像範囲内に前記基板のエッジが位置するように前記基板の裏面側から、前記基板の裏面側を撮像する撮像ステップと、前記第１の照明ステップで光を照射した状態で前記撮像ステップで撮像された第１の画像と、前記第２の照明ステップで光を照射した状態で前記撮像ステップで撮像された第２の画像とから、前記基板の少なくとも一箇所のエッジ位置を検出するエッジ位置検出ステップとを含むこと、を特徴とする。

本発明によれば、別々に光を照射した状態で撮像した画像からマスク基板のエッジ位置を検出することにより、パターンが既に形成されているか否かに関わらず、マスク基板のエッジ部形状の影響を受けずにエッジ位置を決定できるので、マスク基板の位置の検出精度に優れるという効果を奏する。

また、本発明によれば、マスクがリムーバブルペリクル等のカバー状の構造体に装着された状態でも、装着前に検出したマスク基板のエッジ位置と、装着後に検出したマスク基板のエッジ位置とからエッジ位置を決定できるので、マスク基板の位置の検出精度に優れるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる位置検出装置および位置検出方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる位置検出装置の構成を示す図であり、図２は図１の位置検出装置のＡ−Ａ矢視断面図である。

本実施の形態にかかる位置検出装置１は、マスク基板用支柱２、第１の照明装置３、第２の照明装置４、撮像装置５、照明コントローラ６、カメラコントローラ７、および、制御装置（演算処理部）８を備えて構成されている。そして位置検出をするマスク基板９は、マスク基板用支柱２の上に搭載される。なお、マスク基板９は、ＣｒマスクやＥＵＶマスクであり、パターンが既に形成されているマスクまたはパターン形成前のマスクブランクスのいずれでもよい。

第１の照明装置３は、マスク基板９の側面からマスク基板９の表裏面に略平行な方向に光を照射する。この照明光は、マスク基板９の厚さ以上の上下方向の広がりを有した強度分布を持つ。そのため、第１の照明装置３は、マスク基板９の裏面（下面）と第１の照明装置３の射光中心部が概ね同一面上になるように設置されている。

第２の照明装置４は、マスク基板９の表面（上面）の上方からマスク基板９の表面に対して略垂直な方向に光を照射する。そのため、第２の照明装置４は、マスク基板９の表面の上方に設置され、マスク基板９の基板エッジ部１０を十分に照明する照明範囲を有している。ここで、第１の照明装置３および第２の照明装置４は、本例ではＬＥＤが使用される。

撮像装置５は、第１の照明装置３から光を照射した状態の画像である第１の画像と、第２の照明装置４から光を照射した状態の画像である第２の画像とを撮像する。そのため、撮像装置５は、マスク基板９の裏面の下方に図示しないカメラ用ステーに固定されることにより設置されている。撮像装置５には、ＣＣＤカメラが使用される。ここで、撮像装置５とマスク基板９の裏面との距離は、撮像距離（ＷＤ）になるように調整されている。さらに、撮像装置５のカメラは、カメラのレンズ部のフォーカス調整により、マスク基板９の裏面と焦点があうように微調整がされている。本例では、フォーカス調整後にはフォーカスを固定して使用している。

撮像距離は、ＣＣＤカメラとレンズの組み合わせから決まる焦点距離と必要な撮像範囲（視野サイズ）とＣＣＤカメラ画素当たりの検出分解能の関係から決定している。本例では、マスク基板の位置をミクロンオーダーで検出するために、視野サイズを約５０ｍｍ角として、１０２４ピクセルのカメラを用いる。そしてサブピクセル単位で画像処理することにより、検出する位置を５ｕｍ程度の分解能で計測できるようにしている。

図１および図２をみると、第１の照明装置３と基板エッジ部１０との位置関係は、第１の照明装置３から照射される光の領域の一部に、基板エッジ部１０が含まれるようになっていることがわかる。そして、撮像装置５の撮像範囲は、第１の照明装置３からの光が照射された基板エッジ部１０を含む領域である。また、第２の照明装置４と基板エッジ部１０との位置関係は、第２の照明装置４から照射される光の領域の一部に、基板エッジ部１０が含まれるようになっていることがわかる。そして、撮像装置５の撮像範囲は、第２の照明装置４からの光が照射された基板エッジ部１０を含む領域である。

なお、第１の照明装置３の光の発射面と基板エッジ部１０の距離は、マスク基板９のサイズに応じて変化するが、この距離が変化しても、ＣＣＤカメラで撮像される画像の強度（明暗）が変化するだけであるので、ＣＣＤカメラの検出感度範囲内であれば、この距離が離れていても特に問題は無い。

照明コントローラ６は、第１の照明装置３および第２の照明装置４を制御する。具体的には、制御装置８に基づいて、撮像のタイミングにあわせて各照明装置の点灯および消灯の指示や、照明装置の照明光量を段階的に変更、調整する指示等を行う。例えば、照明コントローラ６は、ＣＰＵやマイクロコンピュータである。カメラコントローラ７は、撮像装置５を制御する。具体的には、カメラの撮像時間（シャッタ時間）および撮像の指示等を行い、使用するカメラにオートフォーカス機構が装備されている場合には、フォーカス調整も行う。例えば、カメラコントローラ７は、ＣＰＵやマイクロコンピュータである。

制御装置８は、照明コントローラ６およびカメラコントローラ７を制御するとともに、撮像装置５が撮像した第１の画像、および／または、第２の画像から、マスク基板９の位置（基板エッジ部１０のエッジ位置）を検出し、決定する。制御装置８は、コントローラ制御部１１、位置検出部１２、位置保存部１３、差分算出部１４、差分保存部１５、位置決定部１６、および、決定位置保存部１７を備えて構成されている。

コントローラ制御部１１は、照明コントローラ６およびカメラコントローラ７を制御する。位置検出部１２は、撮像装置５が撮像した第１の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出し、撮像装置５が撮像した第２の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出する。なお、位置検出方法の詳細は後述する。位置保存部１３は、第１の画像から検出した基板エッジ部１０のエッジ位置Ａ、および、第２の画像から検出した基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを保存するメモリ等の記憶媒体である。

差分算出部１４は、第１の画像から検出されたマスク基板９のエッジ位置Ａと、第２の画像から検出されたマスク基板９のエッジ位置Ｂとの差分（Ｂ−Ａ）を算出する。差分保存部１５は、差分算出部１４が算出した差分（Ｂ−Ａ）を保存するメモリ等の記憶媒体である。位置決定部１６は、エッジ位置Ａ、エッジ位置Ｂ、および、差分（Ｂ−Ａ）から基板エッジ部１０のエッジ位置を決定する。決定位置保存部１７は、決定された基板エッジ部１０のエッジ位置を保存するメモリ等の記憶媒体である。制御装置８は、例えば、ＣＰＵやマイクロコンピュータである。なお、位置保存部１３、差分保存部１５、および、決定位置保存部１７は、ＣＰＵやマイクロコンピュータ内部のキャッシュメモリであるが、図示しないＲＡＭ等であってもよい。

（位置検出方法）
次に、上述したように構成されている位置検出装置による位置検出方法について説明する。図３は、位置検出装置による位置検出の手順を示すフローチャートである。

初めに、マスク基板９を位置検出装置１に設置する（ステップＳ３０１）。具体的には、マスク基板９をマスク基板用支柱２の上に搭載する。以後のステップで位置検出が行われる。

第１の照明装置３を点灯し、マスク基板９の基板エッジ部１０の側面方向からマスク基板９に対して光を照射する（ステップＳ３０２）。具体的には、制御装置８から点灯指示を受けた照明コントローラ６が照明装置３を点灯する。

撮像装置５が、第１の照明装置３から光を照射した状態の画像を撮像する（ステップＳ３０３）。具体的には、制御装置８から撮像指示を受けたカメラコントローラ７が撮像装置５で撮像する。

位置検出部１２が、撮像装置５が撮像した第１の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出し、位置保存部１３が検出されたエッジ位置Ａを保存する（ステップＳ３０４）。以下に、位置検出部１２が、撮像装置５が撮像した第１の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出する具体的な方法を説明する。

図４は、撮像装置５が撮像した第１の画像を模式的に表した図である。本図は、第１の照明装置３がマスク基板９の２箇所（本図における上側と左側）に設置され、２つの第１の照明装置３がマスク基板９へ光をそれぞれ照射した場合の画像を表している。このため、マスク基板９の上側と左側の２箇所の基板エッジ部１０で、それぞれ散乱光１８が高いコントラストで発生し、基板エッジ部１０の像が形成されている。ここで、上側の基板エッジ部１０に重なっている波形は、散乱光１８の像強度プロファイルを表している。

位置検出部１２は、撮像装置５が撮像した第１の画像から基板エッジ部１０での散乱光１８の像強度プロファイルを算出し、さらに、散乱光１８の像強度プロファイルから基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出する。

図５は、光強度プロファイルから基板エッジ部のエッジ位置を検出する方法を説明する図である。図５の上段は、図４の散乱光の像強度プロファイルの波形の模式図であり、図５の下段は、この波形をＣＣＤ画素位置で１次微分した後の波形図である。図５の上段および下段の縦軸は、画素における光強度を表し、単位は任意スケールである。図５の上段および下段の横軸は、カメラのＣＣＤ画素位置を表す。ここで、下段の微分波形において、強度に対する閾値をあらかじめ設定した上で、微分波形の左から右方向へサーチしていき、微分波形からと閾値が交差した位置を基板エッジ部のエッジ位置として検出する。なお、本図の光強度プロファイルの微分波形は、サーチ方向に対して、暗から明に変化する光強度の勾配に対して閾値を設定している。この閾値は、波形のノイズレベル等から設定しており、本例では最大強度に対して３０％としている。

図３に戻り、ステップＳ３０４で、位置保存部１３が第１の画像により検出された基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを保存した後、第１の照明装置３を消灯する（ステップＳ３０５）。具体的には、制御装置８から消灯指示を受けた照明コントローラ６が照明装置３を消灯する。

第２の照明装置４を点灯し、マスク基板９の上方からマスク基板９の表面に対して垂直な方向に光を照射する（ステップＳ３０６）。具体的には、制御装置８から点灯指示を受けた照明コントローラ６が第２の照明装置４を点灯する。

撮像装置５が、第２の照明装置４から光を照射した状態の画像を撮像する（ステップＳ３０７）。具体的には、制御装置８から撮像指示を受けたカメラコントローラ７が撮像装置５で撮像する。

位置検出部１２が、撮像装置５が撮像した第２の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出し、位置保存部１３が検出されたエッジ位置Ｂを保存する（ステップＳ３０８）。位置検出部１２が、撮像装置５が撮像した第２の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出する具体的な方法は、上述した撮像装置５が撮像した第１の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出する方法と同様のものである。但し、本ステップの第２の画像は、ＣＣＤカメラに照明が透過してくる部分とマスク基板９による影の部分とを撮像したものであるので、これらの境界である基板エッジ部の画像の暗明は、ステップＳ３０４の第１の画像と異なる。従って、サーチ方向に対して、光強度プロファイルの微分波形が明から暗に変化する光強度の勾配に対して閾値を設定している。

すなわち、撮像装置５が撮像した第２の画像から、ＣＣＤカメラに照明が透過してくる部分とマスク基板９による影の部分との境界である基板エッジ部１０での光の像強度プロファイルを算出し、さらに、光の像強度プロファイルの波形を１次微分し、微分波形において、強度に対する閾値をあらかじめ設定した上で、微分波形の左から右方向へサーチしていき、微分波形と閾値が交差した位置を基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂとして検出する。なお、閾値は、波形のノイズレベル等から設定しており、本例では最大強度に対して３０％としている。

図３に戻り、ステップＳ３０８で、位置保存部１３が第２の画像により検出された基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを保存した後、第２の照明装置４を消灯する（ステップＳ３０９）。具体的には、制御装置８から消灯指示を受けた照明コントローラ６が第２の照明装置４を消灯する。

次に、差分算出部１４が、位置保存部１３に保存された第１の画像により検出された基板エッジ部１０のエッジ位置Ａと、第２の画像により検出された基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂとから位置データの差分を算出し、差分保存部１５が算出された位置データの差分（Ｂ−Ａ）を保存する（ステップＳ３１０）。

差分算出部１４が位置データの差分（Ｂ−Ａ）を算出する方法について、以下に説明する。図６は、Ｒ面取り加工されている基板エッジ部の断面に対して、第１の照明装置３により計測された位置と、第２の照明装置４により計測された位置との関係を示す模式図である。ここで、実線の波形は、第１の照明装置３を用いて撮像されたＣＣＤカメラ画像における光強度プロファイルを表し、点線の波形は、第２の照明装置４を用いて撮像されたＣＣＤカメラ画像における光強度プロファイルを表している。これらの光強度プロファイルも、計測された位置との関係を説明する上で模式的に示してある。図の横軸は、ＣＣＤカメラの画素位置を示し、本例では右方向を負（−）とした座標系としている。

また、図のＡは、第１の照明装置３により計測後、前述の方法で検出された基板エッジ部１０のエッジ位置を表し、図のＢは、第２の照明装置４により計測後、前述の方法で検出された基板エッジ部１０のエッジ位置を表している。ここで、Ａの位置は、Ｂの位置Ｂの右側（−側）となっており、この関係は、基板エッジ部の面取り加工がＲ面取り加工であるかＣ面取り加工であるかに関わらず、さらには面取り量に関わらず同じである。従って、Ｂ−Ａとして算出した値が位置データの差分となる。

差分算出部１４が位置データの差分を算出する意義について、以下に説明する。ステップＳ３０２〜ステップＳ３０５では、第１の照明装置３がマスク基板９の側面方向からマスク基板９に光を照射し、撮像装置５がその状態で第１の画像を撮像し、位置検出部１２が第１の画像から基板エッジ部１０での散乱光の像強度プロファイルを算出し、基板エッジ部１０の位置を検出している。このような位置検出方法について、光線追跡シミュレーションによる検出誤差解析を実施した結果、基板エッジ部１０の形状（面取り方法）によって検出位置がずれる現象が発生する場合があることが判明した。

図７は、面取り加工の違いによる検出誤差について、光線追跡シミュレーションで解析した結果を示したグラフである。ここでは、マスク基板の基板エッジ部の形状をＲ面取り加工している場合とＣ面取り加工している場合とについて解析をしている。図の横軸は、基板エッジ部の面取り量を表し、フォトマスク基板に関するＳＥＭＩ規格の通り０．２〜０．６ｍｍとしている。図の縦軸は、ＣＣＤカメラ上に形成されるエッジ画像の検出位置を表し、単位は任意スケールであるが、目盛０．１で約５０ｕｍのずれを表す。尚、ＳＥＭＩ規格のドキュメントとして、ＳＥＭＩ Ｐ１−１１０１の「ハードサーフェス・フォトマスク用基板」と、ＳＥＭＩ Ｐ３７−１１０２の「極紫外線リソグラフィマスク基板の仕様」とを引用する。

図７から、Ｒ面取り加工の面取り量が大きくなるに従い、検出位置のずれが大きくなることがわかる。Ｒ＝０．２ｍｍの場合の検出位置とＲ＝０．６ｍｍの場合の検出位置とを比べると、目盛で約０．４のずれ、すなわち約２００ｕｍのずれがある。この検出位置のずれによる誤差要因は、本実施の形態で必要とする検出精度を超えるために改善が必要である。これに対して、Ｃ面取り加工の面取り量が大きくなっても、検出位置のずれは、ほぼ一定であり、１０ｕｍ未満の誤差影響と期待される。

マスク基板の基板エッジ部の形状は、Ｃ面取り加工である場合が多く、この場合には、基板エッジ部の最外郭部分がエッジ位置として検出される。このため、検出精度に影響するような誤差が発生せず、高精度な位置検出が実現される。そのことを確かめるため、製造メーカと成膜種類の異なるマスク基板について実際に位置計測を実施し、エッジ形状による誤差影響を調査した。

図８は、異なるマスク基板について、各マスク基板のエッジ部を位置計測した結果を示したグラフである。ここで、＃１は、メーカＡの通常のＣｒマスクであり、＃２はメーカＢの通常のＣｒマスクである。また、＃３と＃４は、異なるメーカのＥＵＶマスクであり、それぞれ表面のＴａ膜の上にレジストが成膜されている。さらに、＃４の裏面には、導電膜が形成されている。そして、＃１〜４の基板について、＃１と２を各５枚、＃３と＃４は基板の辺を変えて各５箇所、合計２０点について計測を実施した。なお、＃１〜＃４の基板のエッジ部は、いずれもＣ面取り加工がされているが、ガラス研磨がされているので厳密には端部にＲ面が存在している。図の横軸は、計測した＃１〜４の各基板を表す。図の縦軸は、ＣＣＤカメラ上に形成されるエッジ画像の検出位置を表し、単位は任意スケールであるが、目盛０．１で約５０ｕｍのずれを表す。

図８から、マスク基板の種類に関わらず、目盛で約０．２のずれ、すなわち約１００ｕｍのずれがあることがわかる。このずれの量は、光線追跡シミュレーションで解析したＲ面取り加工の面取り量の違いによるずれ（約２００ｕｍ）と比べると約半分の量であり、また、Ｃ面取り加工の場合の解析結果と比べると１０倍悪い。これは、上述したようにガラス研磨により端部にＲ面が存在していることに起因すると考えられる。しかしながら、これらの結果からマスク基板の基板エッジ部の形状がＣ面取り加工である場合は、Ｒ面取り加工の場合に比べてより精度の高い位置検出を実現できることが示唆される。

図７および図８の結果からわかるように、マスク基板の基板エッジ部の形状がＲ面取り加工である場合、位置検出に対する影響は、成膜材料や膜構成の違いによる影響と比べて無視できない。従って、基板エッジ部の形状の影響を受けにくい位置検出方法を実現する必要がある。

そのため、ステップＳ３０６〜ステップＳ３０９では、第２の照明装置４がマスク基板９の上方からマスク基板９の表面に光を照射し、撮像装置５が撮像した第２の画像から、位置検出部１２がＣＣＤカメラに照明が透過してくる部分とマスク基板９による影の部分との境界である基板エッジ部１０での光の像強度プロファイルを算出し、基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出している。このときマスク基板９の影の位置は、基板エッジ部１０の形状の影響を受けないため、エッジ形状に起因する誤差要因が含まれず、この誤差要因の分だけ精度が高い計測が実現できる。

しかしながら、ステップＳ３０２〜ステップＳ３０５で行われる第１の照明装置３による位置計測は、像のコントラストが高いため、位置検出精度が極めて高いことが予想される。一方で、ステップＳ３０６〜ステップＳ３０９で行われる第２の照明装置４による位置計測は、第１の照明装置３による場合と比べると像コントラストが低いため、第１の照明装置３による場合と比べて検出精度が低いことが想定される。この仮説を確認するために、実験を行った。

図９は、各照明条件で位置計測の再現性を測定した実験の結果を示したグラフである。図の縦軸は、位置検出再現性を示し、各照明条件において１００回計測したデータの３σ値を表す。なお、計測毎に照明の点灯および消灯を繰り返して撮像を行っている。図の横軸は、照明条件を表し、照明１は、ステップＳ３０２〜ステップＳ３０５で行われる第１の照明装置３による位置計測を行った場合、照明２は、ステップＳ３０６〜ステップＳ３０９で行われる第２の照明装置４による位置計測を行った場合である。また、照明３は、照明１および照明２との比較のために、いわゆる同軸落射照明方法を使用して位置計測を行った場合である。

図１０は、同軸落射照明方法を使用した場合の位置検出装置の構成を示す図である。この位置検出装置は、撮像範囲、ＷＤ等は全て同じ条件となるように、同軸落射照明を行う同軸落射照明装置１９を、撮像装置（ＣＣＤカメラ）５の同軸上に配置している。

この場合の位置検出方法は次の通りである。初めに、同軸落射照明装置１９がマスク基板９の下方からマスク基板９の裏面へ光を照射し、撮像装置５が同軸落射照明装置１９の光の照射方向と同じ方向からマスク基板９の基板エッジ部１０を撮像する。次に、撮像装置５が撮像した画像から基板エッジ部１０での光の像強度プロファイルを算出し、さらに、光の像強度プロファイルの波形を１次微分し、微分波形において、強度に対する閾値をあらかじめ設定した上で、微分波形の左から右方向へサーチしていき、微分波形と閾値が交差した位置を基板エッジ部１０の位置として検出する。なお、閾値は、波形のノイズレベル等から設定しており、本例では最大強度に対して３０％としている。

また、照明１〜３の照明装置には、全て白色ＬＥＤを使用し、位置計測する基板には、マスク依存性についても調べるため、通常のＣｒマスクと、裏面に導電膜が形成されているＥＵＶマスクとを使用した。なお、各基板のエッジ部は、いずれもＣ面取り加工されている。ただし、厳密には、Ｃ面取り加工ではあるが、ガラス研磨により端部にわずかにＲ面が存在している。

図９から明らかなように、第１の照明装置３による位置計測は、第２の照明装置４による位置計測、および、同軸落射照明装置１９による位置計測に比べて検出精度が良いことがわかる。また、同軸落射照明装置１９による位置計測は、検出精度が一番悪く、位置検出には向いていないことがわかる。さらに、通常のＣｒマスクの位置計測の方が、裏面に導電膜が形成されているＥＵＶマスクの位置計測より、若干精度が良いことがわかる。

なお、図９の実験では、照明１〜３の照明は全て白色ＬＥＤを使用したが、例えば、第２の照明装置４によるマスク基板９の上方からの照明光は、青色の方が波長が短いので青色ＬＥＤを使用した方が検出分解能を向上できる。マスク基板９の上方からの照明光に青色ＬＥＤを使用した場合の位置再現性は、ＣｒマスクおよびＥＵＶマスクとも、１．８ｕｍ程度であり、図９の結果（約２．３ｕｍ）に比べて精度が向上していることが確認されている。但し、第１の照明装置３に白色ＬＥＤを使用した場合の位置検出再現性は、図９の結果では約０．９ｕｍであり、白色ＬＥＤを使用しても極めてその精度は高い。

以上のことから、ステップＳ３０２〜ステップＳ３０５で行われる第１の照明装置３による位置計測の検出精度は非常に高いが、基板エッジ部の形状の影響を受ける懸念がある。そのため、ステップＳ３０６〜ステップＳ３０９で行われる第２の照明装置４による位置計測をさらに行い、２つの位置計測の結果の差分を求めることにより、基板エッジ部の面取り加工がＲ面取り加工であるかＣ面取り加工であるか、Ｒ面取り加工である場合は面取り量がどれくらいであるかを知ることが可能となる。

そして、その結果をもとに、基板エッジ部の位置を、第１の照明装置３を使用することにより検出されたエッジ位置Ａとするか、第２の照明装置４を使用することにより検出されたエッジ位置Ｂとするかを判断することも可能となる。

図３に戻り、最後に、位置決定部１６が基板エッジ部１０のエッジ位置を決定し、決定位置保存部１７が、決定された基板エッジ部１０のエッジ位置を保存し（ステップＳ３１１）、位置検出が終了する。具体的には、算出された差分（Ｂ−Ａ）が必要な計測精度より小さく、基板エッジ部の面取り加工がＣ面取り加工である可能性が高く計測精度の低下を懸念する必要がない場合は、位置決定部１６は、第１の照明装置３を使用することにより検出されたエッジ位置Ａを基板エッジ部１０のエッジ位置と決定する。また、算出された差分（Ｂ−Ａ）が必要な計測精度より大きく、基板エッジ部の面取り加工がＲ面取り加工である可能性が高く計測精度の低下を懸念する必要がある場合は、位置決定部１６は、第２の照明装置４を使用することにより検出されたエッジ位置Ｂを基板エッジ部１０の位置と決定する。

なお、ステップＳ３０２〜ステップＳ３０５で行われる第１の照明装置３による位置計測と、ステップＳ３０６〜ステップＳ３０９で行われる第２の照明装置４による位置計測の順番が入れ替わってもよい。すなわち、第２の照明装置４による位置計測を行った後に第１の照明装置３による位置計測を行っても、ステップＳ３１０で、差分算出部１４が位置データの差分を算出し、差分保存部１５が算出された位置データの差分を保存することが可能である。

このように、第１の実施の形態にかかる位置検出装置によれば、別々に光を照射した状態で撮像した画像からマスク基板のエッジ位置を検出することにより、パターンが既に形成されているか否かに関わらず、マスク基板のエッジ部形状の影響を受けずにエッジ位置を決定できるので、検出精度に優れた位置検出装置および位置検出方法を提供することが可能である。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態にかかる位置検出装置では、基板の上に何も搭載されていないマスク基板の位置検出を行うが、この第２の実施の形態にかかる位置検出装置では、基板の上にカバー若しくはトレイが搭載されたマスク基板の位置検出を行う。

第２の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態にかかる位置検出装置の構成例について、第１の実施の形態を異なる部分を説明する。他の部分については第１の実施の形態と同様であるので、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。図１１は、第２の実施の形態にかかる位置検出装置の構成を示す図であり、図１２は図１１の位置検出装置のＡ−Ａ矢視断面図である。

本実施の形態にかかる位置検出装置２１は、マスク基板用支柱２、第１の照明装置３、第２の照明装置２４、撮像装置２５、照明コントローラ６、カメラコントローラ７、および、制御装置（演算処理部）２８を備えて構成されている。ここで、マスク基板用支柱２、第１の照明装置３、照明コントローラ６、および、カメラコントローラ７の構成および機能は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

位置検出をするマスク基板９は、ＣｒマスクやＥＵＶマスクであり、パターンが既に形成されているマスクまたはパターン形成前のマスクブランクスのいずれでもよいが、本例では、パターンが既に形成されているマスクを使用する。マスク基板９は、マスク基板９のパターン形成面または形成予定面である表面（上面）にカバー２９を搭載した状態で、その裏面（下面）でマスク基板用支柱２に搭載される。カバー２９は、マスク基板９のパターン形成面または形成予定面を全面的に覆っている物や、マスク基板９の基板エッジ部１０の全部または一部だけを覆っている物があるが、いずれでもよい。

第２の照明装置２４は、マスク基板９の表面の上方に設置され、マスク基板９の基板エッジ部１０だけでなく、マスク基板９に搭載されたカバー２９のカバーエッジ部３１を十分に照明する照明範囲を有している。その他の構成および機能は、第１の形態にかかる第２の照明装置４と同一である。

撮像装置２５は、第１の照明装置３から光を照射した状態の画像である第１の画像と、第２の照明装置２４から光を照射した状態の画像である第２の画像とを撮像する。撮像装置２５の撮像範囲は、第２の照明装置４からの光が照射された基板エッジ部１０を含むだけでなく、カバー２９のカバーエッジ部３１を含む領域である。その他の構成および機能は、第１の形態にかかる撮像装置５と同一である。

制御装置２８は、第１の形態にかかる制御装置８の機能に加えて、撮像装置２５が撮像した第２の画像から、カバー２９の位置（カバーエッジ部３１のエッジ位置）を検出する。制御装置２８は、コントローラ制御部１１、位置検出部３２、位置保存部３３、差分算出部１４、差分保存部１５、位置決定部３６、および、決定位置保存部１７を備えて構成されている。ここで、コントローラ制御部１１、差分算出部１４、差分保存部１５、および、決定位置保存部１７の構成および機能は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

位置検出部３２は、第１の形態にかかる位置検出部１２の機能に加えて、撮像装置２５が撮像した第２の画像から、カバーエッジ部３１のエッジ位置を検出する。位置保存部３３は、第１の形態にかかる位置保存部１３の機能に加えて、第２の画像から検出したカバーエッジ部３１のエッジ位置を保存する。

位置決定部３６は、第１の形態にかかる位置決定部１６の機能に加えて、エッジ位置Ａに差分（Ｂ−Ａ）を加算し、エッジ位置Ｂを算出し、エッジ位置Ｂを基板エッジ部１０のエッジ位置であると決定する。

図１３は、撮像装置２５が撮像した第１の画像を模式的に表した図である。本図は、第１の照明装置３がマスク基板９の２箇所（本図における上側と左側）に設置され、２つの第１の照明装置３がマスク基板９へ光をそれぞれ照射した場合の画像を表している。このため、マスク基板９の上側と左側の２箇所の基板エッジ部１０で、それぞれ散乱光１８が高いコントラストで発生し、基板エッジ部１０の像が形成されている。ここで、上側の基板エッジ部１０に重なっている波形は、散乱光の像強度プロファイルを表している。また、カバー２９の上側と左側の２箇所のカバーエッジ部３１でも、それぞれ散乱光１８が発生し、カバーエッジ部３１の像が形成されている。

従って、第１の照明装置３を使用した位置検出方法を使用すれば、マスク基板９にカバー２９が搭載された場合でも、第１の照明装置３がマスク基板９の側面方向からマスク基板９に光を照射し、撮像装置２５がその状態で第１の画像を撮像し、位置検出部３２が第１の画像から基板エッジ部１０での散乱光の像強度プロファイルを算出し、基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出することができる。

なお、第２の照明装置２４を使用した位置検出方法では、マスク基板９にカバー２９が搭載された場合は、第２の照明装置２４がマスク基板９の上方からマスク基板９の表面に光を照射しても、カバー２９が光を遮ってしまう。このため、撮像装置２５が基板エッジ部１０を撮像することができず、基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出することができない。

そこで、位置検出装置２１は、マスク基板９にカバー２９が搭載される前に、あらかじめ、第１の照明装置３を使用して基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出し、第２の照明装置２４を使用して基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出し、さらに、位置データの差分（Ｂ−Ａ）を算出、保存しておく。

算出された差分（Ｂ−Ａ）が必要な計測精度より小さく、基板エッジ部の面取り加工がＣ面取り加工である可能性が高く計測精度の低下を懸念する必要がない場合は、第１の照明装置３を使用することにより検出されたエッジ位置Ａを基板エッジ部１０の位置と決定する。

しかしながら、算出された差分（Ｂ−Ａ）が必要な計測精度より大きく、基板エッジ部の面取り加工がＲ面取り加工である可能性が高く計測精度の低下を懸念する必要がある場合は、マスク基板９にカバー２９が搭載された状態で、第１の照明装置３を使用して検出した基板エッジ部１０のエッジ位置Ａに、保存しておいた位置データの差分（Ｂ−Ａ）を加算することにより基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを算出し、このエッジ位置Ｂを基板エッジ部１０のエッジ位置であると決定する。

ここで、カバー２９がマスク基板９の上にどのように搭載されているかについて具体的に説明する。図１４は、カバー２９に設けられたパッド３４の形状の詳細を示した図である。カバー２９は、その構成要素であるパッド３４を介してマスク基板９に接触している。なお、パッド３４は、カバー２９がマスク基板９に正しく搭載された場合にマスク基板９の側面から少し離れた位置に土手が設けられた構造をしており、カバー２９がマスク基板９に正しく搭載されていれば、パッド３４の土手部分の側面とマスク基板９の側面との間に距離ｄの余裕があり、マスク基板９とこの土手部分が接触することはない。また、振動などによりカバー２９がマスク基板９からずれた場合は、この土手部分により、カバー２９がマスク基板９から脱落しないようになっている。カバー２９をマスク基板９に搭載する際に、マスク基板９がパッド３４の土手部分に接触した場合にはパーティクルが発生するので、カバー２９をマスク基板９に対して正確に位置決めした上で搭載することが必要になる。この位置決めを行う際には、本検出装置の構成でマスク基板９の位置とカバー２９の位置とをそれぞれ検出することにより、マスク基板９とパッド３４の土手部分との接触を防ぐことが可能になる。

マスク基板９の位置は、上述した方法で検出することが可能であり、カバー２９の位置も、以下の方法で検出することが可能である。撮像装置５とカバー２９との距離を撮像距離（ＷＤ）になるように調整し、撮像装置５のカメラの焦点がカバー２９の下面とあうように調整する。そうすれば、第２の照明装置２４がカバー２９の上方からカバー２９の上面に光を照射し、撮像装置５がその状態で第２の画像を撮像し、位置検出部３２が第２の画像からカバーエッジ部３１での光の像強度プロファイルを算出し、カバーエッジ部３１の位置を検出することができる。

なお、上述では、撮像装置２５とカバー２９との距離を撮像距離（ＷＤ）になるように調整することを説明したが、レンズの焦点深度の範囲であれば、撮像距離（ＷＤ）をマスク基板の下面にあわせたままの場合であっても、エッジ計測は十分な精度で実現できる。本例で使用しているレンズの焦点深度は約１０ｍｍであり、通常のフォトマスク基板の厚さ６．３５ｍｍに比べて十分に大きいので問題はない。また、マスク基板９とカバー２９のＷＤは、それぞれが異なるので、厳密にはカメラ画素あたりの距離が異なるが、この画素あたりの距離を、それぞれマスク基板９とカバー２９について設定して使用すれば位置ずれを算出することができるので問題は生じない。

そして、制御装置２８の図示しない位置関係判定部が、それぞれ検出したマスク基板９の位置とカバー２９の位置とから、互いの位置関係が許容範囲であるかを判定することが可能である。さらには、カバー２９がマスク基板９に搭載される前に、マスク基板９の位置とカバー２９の位置関係を判定し、許容範囲であると判定した場合に、カバー２９をマスク基板９に搭載することも可能である。なお、検出されたカバーエッジ部３１の位置精度は、決定されたマスク基板９のエッジ部１０の位置精度よりも劣っているが、カバー２９のパッド３４の土手部分の側面とマスク基板９の側面との間に距離ｄの余裕があるので、大きな問題とはならない。

このように、第２の実施の形態にかかる位置検出装置によれば、カバーが搭載されたマスク基板についても、あらかじめカバーが搭載される前のマスク基板について別々に光を照射した状態で撮像した画像からマスク基板のエッジ位置を検出しておくことにより、パターンが既に形成されているか否かに関わらず、マスク基板のエッジ部形状の影響を受けずにエッジ位置を決定できるので、検出精度に優れた位置検出装置および位置検出方法を提供することが可能である。

また、第２の実施の形態にかかる位置検出装置によれば、マスク基板に搭載するカバーについても、光を照射した状態で撮像した画像からカバーのエッジ位置を検出することができるので、マスク基板とカバーの位置関係を正確に把握することができる位置検出装置および位置検出方法を提供することが可能である。

（第３の実施の形態）
第２の実施の形態にかかる位置検出装置では、基板の上にカバー若しくはトレイが搭載されたマスク基板の位置検出を行うが、第３の実施の形態にかかる位置検出装置では、カバー若しくはトレイの上に搭載されたマスク基板の位置検出を行う。

第３の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態にかかる位置検出装置の構成例について、第１の実施の形態を異なる部分を説明する。他の部分については第１の実施の形態と同様であるので、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。図１５は、第３の実施の形態にかかる位置検出装置の構成を示す図であり、図１６は図１５の位置検出装置のＡ−Ａ矢視断面図である。

本実施の形態にかかる位置検出装置４１は、カバー用支柱４２、第１の照明装置４３、第２の照明装置４４、撮像装置４５、照明コントローラ６、カメラコントローラ７、および、制御装置（演算処理部）４８を備えて構成されている。ここで、照明コントローラ６およびカメラコントローラ７の構成および機能は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

本実施の形態にかかる位置検出装置４１は、実施の形態２にかかる位置検出装置２１に対して、基本的には天地を逆にした構成から成り立っている。位置検出をするマスク基板９はカバー４９の上に搭載され、さらにカバー４９はカバー用支柱４２の上に搭載される。なお、マスク基板９は、ＣｒマスクやＥＵＶマスクであり、パターンが既に形成されているマスクまたはパターン形成前のマスクブランクスのいずれでもよいが、本例では、パターンが既に形成されているマスクを使用する。マスク基板９のパターン形成面または形成予定面である表面（下面）は、カバー４９と向かい合っている。カバー４９は、マスク基板９の基板エッジ部１０に対しては、その全部ではなく一部だけを覆っている。

第１の照明装置４３は、マスク基板９の裏面（上面）と第１の照明装置４３の射光中心部が概ね同一面上になるように設置されている。その他の構成および機能は、第１の形態にかかる第１の照明装置３と同一である。

第２の照明装置４４は、マスク基板９の表面の下部からマスク基板９の表面に対して略垂直な方向に光を照射する。そのため、第２の照明装置４４は、マスク基板９の表面の下方に設置され、マスク基板９の基板エッジ部１０だけでなく、マスク基板９を搭載したカバー４９のカバーエッジ部５１を十分に照明する照明範囲を有している。その他の構成および機能は、第１の形態にかかる第２の照明装置４と同一である。

撮像装置４５は、第１の照明装置４３から光を照射した状態の画像である第１の画像と、第２の照明装置４４から光を照射した状態の画像である第２の画像とを撮像する。そのため、撮像装置４５は、マスク基板９の裏面の上方に図示しないカメラ用ステーに固定されることにより設置されている。撮像装置４５の撮像範囲は、第２の照明装置４４からの光が照射された基板エッジ部１０を含むだけでなく、カバー４９のカバーエッジ部５１を含む領域である。その他の構成および機能は、第１の形態にかかる撮像装置５と同一である。

制御装置４８は、第１の形態にかかる制御装置８の機能に加えて、撮像装置４５が撮像した第２の画像から、カバー４９の位置（カバーエッジ部５１のエッジ位置）を検出する。制御装置４８は、コントローラ制御部１１、位置検出部５２、位置保存部５３、差分算出部１４、差分保存部１５、位置決定部１６、および、決定位置保存部１７を備えて構成されている。ここで、コントローラ制御部１１、差分算出部１４、差分保存部１５、位置決定部１６、および、決定位置保存部１７の構成および機能は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

位置検出部５２は、第１の形態にかかる位置検出部１２の機能に加えて、撮像装置４５が撮像した第２の画像から、カバーエッジ部５１のエッジ位置を検出する。位置保存部５３は、第１の形態にかかる位置保存部１３の機能に加えて、第２の画像から検出したカバーエッジ部５１のエッジ位置を保存する。

従って、第１の照明装置４３を使用した位置検出方法を使用すれば、マスク基板９がカバー４９に搭載された場合でも、第１の照明装置４３がマスク基板９の側面方向からマスク基板９に光を照射し、撮像装置４５がその状態で第１の画像を撮像し、位置検出部５２が第１の画像から基板エッジ部１０での散乱光の像強度プロファイルを算出し、基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出することができる。

なお、カバー４９における、第２の照明装置４４がマスク基板９の表面の下部からマスク基板９の表面に光を照射する部分は、図示しない切り欠きがあるか、窓が開いている。従って、マスク基板９をカバー４９に搭載した場合でも、第２の照明装置４４を使用した位置検出方法を使用して、基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出することができる。すなわち、第２の照明装置４４がマスク基板９の表面の下部からマスク基板９の表面に向けて光を照射した時に、光の一部がカバー４９の切り欠きまたは窓を抜けてマスク基板９の基板エッジ部１０を含む表面に到達する。そして、撮像装置４５がその状態で第２の画像を撮像し、位置検出部５２が第２の画像から基板エッジ部１０での光の像強度プロファイルを算出し、基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出することができる。

ここで、マスク基板９がカバー４９の上にどのように搭載されているかについて具体的に説明する。カバー４９は、その構成要素であるパッド５４を介してマスク基板９に接触している。なお、パッド５４は、第２の実施の形態にかかるパッド３４とほぼ同じ形状をしており、マスク基板９が正しく搭載された場合に側面から少し離れた位置に土手が設けられた構造をしており、マスク基板９が正しく搭載されていれば、マスク基板９とこの土手部分が接触することはない。また、振動などによりマスク基板９がカバー４９からずれた場合は、この土手部分により、マスク基板９がカバー４９から脱落しないようになっている。マスク基板９をカバー２９に搭載する際に、マスク基板９がパッド５４の土手部分に接触した場合には、パーティクルが発生するので、マスク基板９をカバー４９に対して正確に位置決めした上で搭載することが必要になる。この位置決めを行う際には、本検出装置の構成でマスク基板９の位置とカバー２９の位置とを計測することにより、マスク基板９とパッド５４の土手部分との接触を防ぐことが可能になる。

マスク基板９の位置は、上述した方法で検出することが可能であり、カバー４９の位置も、以下の方法で検出することが可能である。撮像装置４５とカバー４９との距離を撮像距離（ＷＤ）になるように調整し、撮像装置４５のカメラの焦点がカバー４９の上面とあうように調整しておく。そして、第２の照明装置４４がカバー４９の下部からカバー４９の下面に光を照射した時に、光の一部がカバー４９のカバーエッジ部５１を含む表面を照らし、撮像装置４５がその状態で第２の画像を撮像し、位置検出部５２が第２の画像からカバーエッジ部５１での光の像強度プロファイルを算出し、カバーエッジ部５１の位置を検出することができる。

なお、撮像装置４５とカバー４９との距離と撮像距離（ＷＤ）の調整、レンズの焦点深度、カメラ画素あたりの距離については、第２の実施の形態にて先述した通りである。

そして、制御装置４８の図示しない位置関係判定部が、それぞれ検出したマスク基板９の位置とカバー４９の位置とから、互いの位置関係が許容範囲であるかを判定することが可能である。さらには、カバー４９をマスク基板９に搭載する前に、マスク基板９の位置とカバー４９の位置関係を判定し、許容範囲であると判定した場合に、カバー４９にマスク基板９を搭載することも可能である。

このように、第３の実施の形態にかかる位置検出装置によれば、カバーに搭載されたマスク基板についても、別々に光を照射した状態で撮像した画像からマスク基板のエッジ位置を検出することにより、パターンが既に形成されているか否かに関わらず、マスク基板のエッジ部形状の影響を受けずにエッジ位置を決定できるので、検出精度に優れた位置検出装置および位置検出方法を提供することが可能である。

また、第３の実施の形態にかかる位置検出装置によれば、マスク基板が搭載されるカバーについても、光を照射した状態で撮像した画像からカバーのエッジ位置を検出することができるので、マスク基板とカバーの位置関係を正確に把握することができる位置検出装置および位置検出方法を提供することが可能である。

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態では、マスク基板へのカバー搭載装置に、第１〜第３の実施の形態にかかる位置検出装置を適用し、マスク基板へカバーを搭載する。

第４の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１７は、第４の実施の形態にかかるカバー搭載装置の概念図である。カバー搭載装置６１は、第１の処理室６２、第２の処理室６３、マスクポッド開閉機構６４、搬送ロボット６５、カバー搭載機構６６を備えて構成されている。

カバー搭載装置６１が、マスク基板９にカバー６７を搭載する簡単なフローは、以下の通りである。あらかじめ、マスク基板９は、第１の処理室６２にあるマスクポッド６８に収納されており、カバー６７は、第２の処理室６３に保存されている。マスク基板９は、ＣｒマスクやＥＵＶマスクであり、パターンが既に形成されているマスクまたはパターン形成前のマスクブランクスのいずれでもよいが、本例では、パターンが既に形成されているマスクを使用する。初めに、第１の処理室６２に設けられているマスクポッド開閉機構６４が、マスクポッド６８を開放する。そして、搬送ロボット６５が、マスクポッド６８からマスク基板９を取り出し、さらに、取り出したマスク基板９を第１の処理室６２から搬出する。さらに、搬送ロボット６５が、取り出したマスク基板９を第２の処理室６３へ搬入し、第２の処理室６３に設けられているカバー搭載機構６６へ搭載する。

次に、カバー搭載機構６６が、マスク基板９にカバー６７を搭載する。搬送ロボット６５が、カバー６７を搭載したマスク基板９を、再び第２の処理室６３から搬出し第１の処理室６２へ搬入し、マスクポッド６８へ入れる。最後に、マスクポッド開閉機構６４がマスクポッド６８を閉鎖する。

カバー６７を搭載したマスク基板９が収納されたマスクポッド６８は、ＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）などにより、例えば、露光装置などの別の装置へ運搬される。このようにして、カバーを搭載したマスクを別の装置に移動することが可能になる。

（マスクポッド開閉機構）
図１８は、マスクポッド開閉機構６４によるマスクポッド６８の開閉方法を示した概念図である。マスクポッド開閉機構６４は、テーブル６９とエレベータ７０を備えて構成されており、基本的にはＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface）方式と同じ機構である。また、マスクポッド６８は、ポッド底７１とポッド蓋７２により構成されている。そして、マスク基板９は、ポッド底７１上に搭載され、さらにポッド蓋７２に覆われている状態で保管されている。なお、マスク基板９のパターン形成面（上面）は、図の上側にある。ポッド蓋７２は、透明体の物質、例えば、帯電防止樹脂からなる。なお、ポッド底７１には窓９０が２箇所、テーブル６９には開口部９１が２箇所設けられているが、これらは位置検出のために必要であり、第１の位置検出装置の説明部で詳しく説明する。

図１８の左図は、マスクポッド開閉機構６４によりマスクポッド６８が閉鎖されている状態を示す。図では、エレベータ７０がテーブル６９を上昇させており、そのためテーブル６９の上に搭載されているポッド底７１がポッド蓋７２と接触している。なお、ポッド底７１とポッド蓋７２は、互いに接触した段階で、図示しないロック機構によりロックされている。

図１８の右図は、マスクポッド開閉機構６４によりマスクポッド６８が開放されている状態を示す。図では、エレベータ７０がテーブル６９を下降させており、そのためテーブル６９の上に搭載されているポッド底７１がポッド蓋７２と分離している。なお、ポッド底７１とポッド蓋７２は、互いに離れた段階で、図示しないオープナーによりロックが解除される。従って、エレベータ７０がテーブル６９を上下動させることにより、マスクポッド６８が開閉される。

（カバー搭載機構）
図１９は、カバー搭載機構６６によるカバー６７のマスク基板９への装着方法を示した概念図である。カバー搭載機構６６は、マスク支持台７３、カバー搭載用ハンド７４、および、図示しない２軸の駆動系を備えて構成されている。また、カバー６７には、パッド７５が設けられており、このパッドは、第２の実施の形態にかかるパッド３４および第３の実施の形態にかかるパッド５４と同様の形状をしており、周辺部に土手が設けられている。

図１９の左下図は、カバー搭載機構６６がカバー６７をマスク基板９へ搭載する前の状態をカバー６７の側面から見た図を示し、図１９の左上図は、同じ状態をカバー６７の底面から見た図を示す。図では、マスク基板９はマスク支持台７３の上に搭載され、カバー６７はカバー搭載用ハンド７４に保持された状態でマスク基板９の上方にある。なお、マスク基板９のパターン形成面（上面）は、図の上側にある。なお、カバー搭載用ハンド７４は、図示しない２軸の駆動系によりこの位置まで移動している。なお、マスク支持台７３には窓１２０が２箇所設けられているが、これらは位置検出のために必要であり、第２の位置検出装置の説明部で詳しく説明する。

図１９の右図は、カバー搭載機構６６がカバー６７をマスク基板９へ搭載した後の状態をカバー６７の側面から見た図を示す。図では、カバー搭載用ハンド７４が下降し、カバー搭載用ハンド７４に保持されたカバー６７が、パッド７５を介してマスク基板９へ搭載されている。従って、カバー搭載機構６６は、カバー搭載用ハンド７４を図示しない２軸の駆動系により下降させることにより、カバー６７をマスク基板９へ搭載する。なお、カバー搭載機構６６は、カバー搭載用ハンド７４を図示しない２軸の駆動系により上昇させることにより、カバー６７のマスク基板９からの脱着を行うこともできる。

（第１の位置検出装置）
第１の処理室６２には、さらに、第１〜第３の実施の形態にかかる第１の位置検出装置８１が設けられている。図２０は、カバーをマスク基板に搭載する前の第１の処理室６２における第１の位置検出装置８１の構成を示す側面図であり、図２１は、カバーをマスク基板に搭載する前の第１の処理室６２における第１の位置検出装置８１の構成を示す上面図である。また、図２２は、カバーをマスク基板に搭載した後の第１の処理室における第１の位置検出装置の構成を示す側面図である。図２０からわかるように、マスクポッド６８は閉鎖されており、テーブル６９の上にポッド底７１が搭載されている。マスク基板９は、ポッド底７１上に搭載され、さらにポッド蓋７２に覆われている状態で保管されている。

本実施の形態にかかる第１の位置検出装置８１は、第１の照明装置８３、第２の照明装置８４、撮像装置８５、照明コントローラ８６、カメラコントローラ８７、および、制御装置（演算処理部）８８を備えて構成されている。

第１の照明装置８３は、マスク基板９の側面からマスク基板９の表裏面に略平行な方向に光を照射する。この照明光は、マスク基板９の厚さ以上の上下方向の広がりを有した強度分布を持つ。そのため、第１の照明装置８３は、マスク基板９の下面と第１の照明装置３の射光中心部が概ね同一面上になるように設置されている。なお、第１の照明装置８３は、マスク基板９の２辺を照明するように２箇所に設置されている。

第２の照明装置８４は、マスク基板９の上面の上方からマスク基板９の上面に対して略垂直な方向に光を照射する。そのため、第２の照明装置８４は、マスク基板９の上面の上方に設置され、マスク基板９の基板エッジ部１０だけでなく、カバー６７がマスク基板９に搭載されている場合に、カバー６７のカバーエッジ部８９を十分に照明する照明範囲を有している。ここで、第１の照明装置８３および第２の照明装置８４は、本例ではＬＥＤが使用される。

撮像装置８５は、第１の照明装置８３から光を照射した状態の画像である第１の画像と、第２の照明装置８４から光を照射した状態の画像である第２の画像とを撮像する。そのため、撮像装置８５は、テーブル６９の下面の下方に図示しないカメラ用ステーに固定されることにより設置されている。撮像装置８５には、ＣＣＤカメラが使用される。

なお、ポッド底７１には、第１の照明装置８３が光を照射した場合に、散乱光が高いコントラストで発生するマスク基板９の２箇所の基板エッジ部１０を包含する位置、および、第２の照明装置８４が光を照射した場合に、光が透過してくる部分とマスク基板９による影の部分との境界である２箇所の基板エッジ部１０および光が透過してくる部分とカバー６７による影の部分との境界である２箇所のカバーエッジ部８９を包含する位置に、透明な窓９０が２箇所設けられている。さらに、テーブル６９にも、窓９０に対応する位置に開口部９１が形成されている。また、前述したようにポッド蓋７２は透明体である。

従って、撮像装置８５が撮像した第１の画像から、後述する位置検出部１０２は、２箇所の基板エッジ部１０での散乱光の像強度プロファイルを算出し、さらに、散乱光の像強度プロファイルから基板エッジ部１０の２箇所のエッジ位置Ａを検出することができる。また、撮像装置８５が撮像した第２の画像から、後述する位置検出部１０２は、２箇所の基板エッジ部１０または２箇所のカバーエッジ部８９での光の像強度プロファイルを算出し、さらに、光の像強度プロファイルから基板エッジ部１０の２箇所のエッジ位置Ｂまたはカバーエッジ部８９の２箇所のエッジ位置を検出することができる。

なお、撮像装置８５とマスク基板９の下面（カバー６７の下面）との距離は、撮像距離（ＷＤ）になるように調整されている。さらに、撮像装置８５のカメラは、カメラのレンズ部のフォーカス調整により、マスク基板９の下面（カバー６７の下面）と焦点があうように微調整がされている。撮像装置８５の撮像範囲は、第２の照明装置８４からの光が照射された基板エッジ部１０を含むだけでなく、カバー６７がマスク基板９に搭載されている場合に、第２の照明装置８４からの光が照射されたカバーエッジ部８９を含む領域である。

なお、撮像装置８５とマスク基板９の下面およびカバー６７の下面との距離と撮像距離（ＷＤ）の調整、レンズの焦点深度、カメラ画素あたりの距離については、第２の実施の形態にて先述した通りである。オートフォーカス機構が無いカメラを使用した場合でも、焦点深度が十分であれば問題ない。また画素あたりの距離を予めマスク基板９の下面、カバー６７の下面の位置において設定しておけば、それぞれの位置を正確に求めることが可能である。

照明コントローラ８６は、第１の照明装置８３および第２の照明装置８４を制御する。具体的には、制御装置８８に基づいて、撮像のタイミングにあわせて各照明装置の点灯および消灯の指示や、照明装置の照明光量を段階的に変更、調整する指示等を行う。例えば、照明コントローラ８６は、ＣＰＵやマイクロコンピュータである。カメラコントローラ８７は、撮像装置８５を制御する。具体的には、カメラの撮像時間（シャッタ時間）および撮像の指示等を行い、使用するカメラにオートフォーカス機構が装備されている場合には、フォーカス調整も行う。例えば、カメラコントローラ８７は、ＣＰＵやマイクロコンピュータである。

制御装置８８は、照明コントローラ８６およびカメラコントローラ８７を制御し、撮像装置８５が撮像した第１の画像、および／または、第２の画像から、マスク基板９の位置（基板エッジ部１０のエッジ位置）を検出、決定し、撮像装置８５が撮像した第２の画像から、カバー６７の位置（カバーエッジ部８９のエッジ位置）を検出し、マスク基板９にカバー６７が搭載されているか否かを判定し、マスク基板９とカバー６７が所定の位置にあるか否かを判定する。制御装置８８は、コントローラ制御部１０１、位置検出部１０２、位置保存部１０３、差分算出部１０４、差分保存部１０５、位置決定部１０６、決定位置保存部１０７、カバー搭載判定部１０８、および、位置関係判定部１０９を備えて構成されている。

コントローラ制御部１０１は、照明コントローラ８６およびカメラコントローラ８７を制御する。位置検出部１０２は、撮像装置８５が撮像した第１の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出し、撮像装置８５が撮像した第２の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂ、および、カバーエッジ部８９のエッジ位置を検出する。なお、具体的な位置検出の方法は、第1の実施の形態および第２の実施の形態で説明した方法と同じであり省略する。位置保存部１０３は、第１の画像から検出した基板エッジ部１０のエッジ位置Ａ、および、第２の画像から検出した基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂおよびカバーエッジ部８９のエッジ位置を保存するメモリ等の記憶媒体である。

差分算出部１０４は、第１の画像から検出されたマスク基板９のエッジ位置Ａと、第２の画像から検出されたマスク基板９のエッジ位置Ｂとの差分（Ｂ−Ａ）を算出する。なお、具体的な差分算出の方法は、第1の実施の形態で説明した方法と同じであり省略する。差分保存部１０５は、差分算出部１０４が算出した差分（Ｂ−Ａ）を保存するメモリ等の記憶媒体である。

位置決定部１０６は、検出したエッジ位置Ａ、検出したエッジ位置Ｂ、差分（Ｂ−Ａ）、および、エッジ位置Ａに差分（Ｂ−Ａ）を加算し算出したエッジ位置Ｂから基板エッジ部１０のエッジ位置を決定する。決定位置保存部１０７は、決定された基板エッジ部１０のエッジ位置を保存するメモリ等の記憶媒体である。カバー搭載判定部１０８は、マスク基板９にカバー６７が搭載されているか否かを判定する。位置関係判定部１０９は、マスク基板９とカバー６７が所定の位置にあるか否か、すなわち、マスク基板９とカバー６７の位置関係が正しいか否かを判定する。制御装置８８は、例えば、ＣＰＵやマイクロコンピュータである。なお、位置保存部１０３、差分保存部１０５、および、決定位置保存部１０７は、ＣＰＵやマイクロコンピュータ内部のキャッシュメモリであるが、図示しないＲＡＭ等であってもよい。

（第２の位置検出装置）
また、第２の処理室６３にも、第１〜第３の実施の形態にかかる位置検出装置が設けられている。図２３は、カバー６７をマスク基板９に搭載する前の第２の処理室６３における第２の位置検出装置１１１の構成を示す側面図であり、図２４は、カバー６７をマスク基板９に搭載した後の第２の処理室６３における第１の位置検出装置１１１の構成を示す側面図である。図２４ではカバー搭載用ハンド７４は既に退避している。また、両図からわかるように、マスク基板９はマスク支持台７３上に搭載されている。

本実施の形態にかかる第２の位置検出装置１１１は、第１の照明装置１１３、第２の照明装置１１４、撮像装置１１５、照明コントローラ１１６、カメラコントローラ１１７、および、制御装置（演算処理部）１１８を備えて構成されている。

第１の照明装置１１３は、マスク基板９の側面からマスク基板９の表裏面に略平行な方向に光を照射する。この照明光は、マスク基板９の厚さ以上の上下方向の広がりを有した強度分布を持つ。そのため、第１の照明装置８３は、マスク基板９の下面と第１の照明装置３の射光中心部が概ね同一面上になるように設置されている。なお、第１の照明装置８３は、マスク基板９の２辺を照明するように２箇所に設置されている。

第２の照明装置１１４は、カバー６７の上面の上方からカバー６７の上面に対して略垂直な方向に光を照射する。そのため、第２の照明装置１１４は、カバー６７の上面の上方に設置され、カバー６７のカバーエッジ部８９を十分に照明する照明範囲を有している。ここで、第１の照明装置８３および第２の照明装置８４は、本例ではＬＥＤが使用される。

撮像装置１１５は、第１の照明装置１１３から光を照射した状態の画像である第１の画像と、第２の照明装置１１４から光を照射した状態の画像である第２の画像とを撮像する。そのため、撮像装置１１５は、マスク支持台７３の下面の下方に図示しないカメラ用ステーに固定されることにより設置されている。撮像装置１１５には、ＣＣＤカメラが使用される。

なお、マスク支持台７３には、第１の照明装置１１３が光を照射した場合に、散乱光が高いコントラストで発生するマスク基板９の２箇所の基板エッジ部１０を包含する位置、および、第２の照明装置１１４が光を照射した場合に、光が透過してくる部分とカバー６７による影の部分との境界である２箇所のカバーエッジ部８９を包含する位置に、透明な窓１２０が２箇所設けられている。

従って、撮像装置１１５が撮像した第１の画像から、後述する位置検出部１２２は、２箇所の基板エッジ部１０での散乱光の像強度プロファイルを算出し、さらに、散乱光の像強度プロファイルから基板エッジ部１０の２箇所のエッジ位置Ａを検出することができる。また、撮像装置１１５が撮像した第２の画像から、後述する位置検出部１２２は、２箇所のカバーエッジ部８９での光の像強度プロファイルを算出し、さらに、光の像強度プロファイルからカバーエッジ部８９の２箇所のエッジ位置を検出することができる。

なお、撮像装置１１５とマスク基板９の下面（カバー６７の下面）との距離は、撮像距離（ＷＤ）になるように調整されている。さらに、撮像装置１１５のカメラは、カメラのレンズ部のフォーカス調整により、マスク基板９の下面（カバー６７の下面）と焦点があうように微調整がされている。撮像装置１１５の撮像範囲は、第２の照明装置１１４からの光が照射された基板エッジ部１０を含むだけでなく、第２の照明装置８４からの光が照射されたカバーエッジ部８９を含む領域である。

なお、撮像装置１１５とカバー６７との距離と撮像距離（ＷＤ）の調整、レンズの焦点深度、カメラ画素あたりの距離については、第４の実施の形態にかかる第１の位置検出装置にて先述した通りである。

照明コントローラ１１６は、第１の照明装置１１３および第２の照明装置１１４を制御する。具体的には、制御装置１１８に基づいて、撮像のタイミングにあわせて各照明装置の点灯および消灯の指示や、照明装置の照明光量を段階的に変更、調整する指示等を行う。例えば、照明コントローラ１１６は、ＣＰＵやマイクロコンピュータである。カメラコントローラ１１７は、撮像装置１１５を制御する。具体的には、カメラの撮像時間（シャッタ時間）および撮像の指示等を行い、使用するカメラにオートフォーカス機構が装備されている場合には、フォーカス調整も行う。例えば、カメラコントローラ１１７は、ＣＰＵやマイクロコンピュータである。

制御装置１１８は、照明コントローラ１１６およびカメラコントローラ１１７を制御し、撮像装置１１５が撮像した第１の画像と、制御装置８８の差分保存部１０５が保存している差分（Ｂ−Ａ）から、マスク基板９の位置（基板エッジ部１０のエッジ位置）を検出、決定し、撮像装置１１５が撮像した第２の画像から、カバー６７の位置（カバーエッジ部８９のエッジ位置）を検出し、マスク基板９とカバー６７が所定の位置にあるか否かを判定する。制御装置１１８は、コントローラ制御部１２１、位置検出部１２２、位置保存部１２３、差分保存部１２５、位置決定部１２６、決定位置保存部１２７、および、位置関係判定部１２９を備えて構成されている。

コントローラ制御部１２１は、照明コントローラ１１６およびカメラコントローラ１１７を制御する。位置検出部１２２は、撮像装置１１５が撮像した第１の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出し、撮像装置１１５が撮像した第２の画像からカバーエッジ部８９のエッジ位置を検出する。なお、具体的な位置検出の方法は、第1の実施の形態および第２の実施の形態で説明した方法と同じであり省略する。位置保存部１２３は、第１の画像から検出した基板エッジ部１０のエッジ位置Ａ、および、第２の画像から検出したカバーエッジ部８９のエッジ位置を保存するメモリ等の記憶媒体である。

差分保存部１２５は、制御装置８８の差分保存部１０５が保存している差分（Ｂ−Ａ）を保存するメモリ等の記憶媒体である。この差分は、制御装置８８と制御装置１１８とをネットワークで接続することにより、差分保存部１０５から差分保存部１２５へ送信されてもよい。または、作業者が差分保存部１０５にあるデータを携帯型の記憶装置に記憶し、差分保存部１２５へそのデータを移すことにより保存させてもよい。さらに、制御装置１１８の機能と制御装置８８の機能とを一つの装置で構成し、差分保存部１０５と差分保存部１２５の機能を統合して、位置検出を行ってもよい。

位置決定部１２６は、検出したエッジ位置Ａに差分（Ｂ−Ａ）を加算することにより算出したエッジ位置Ｂから基板エッジ部１０のエッジ位置を決定する。決定位置保存部１２７は、決定された基板エッジ部１０のエッジ位置を保存するメモリ等の記憶媒体である。位置関係判定部１２９は、マスク基板９とカバー６７が所定の位置にあるか否か、すなわち、マスク基板９とカバー６７の位置関係が正しいか否かを判定する。制御装置１２８は、例えば、ＣＰＵやマイクロコンピュータである。なお、位置保存部１２３、差分保存部１２５、および、決定位置保存部１２７は、ＣＰＵやマイクロコンピュータ内部のキャッシュメモリであるが、図示しないＲＡＭ等であってもよい。

（カバー搭載方法）
次に、上述したように構成されているカバー搭載装置が、マスク基板をマスクポッドから取り出し、マスク基板にカバーを取り付け、再びマスク基板をマスクポッドに収納する方法について説明する。図２５は、カバー搭載装置によるカバー搭載の手順を示すフローチャートである。なお、ステップＳ２５０１〜ステップＳ２５０５、および、ステップＳ２５１７〜ステップＳ２５２２は、主に第１の処理室６２で行われ、ステップＳ２５０６〜ステップＳ２６１６は、主に第２の処理室６３で行われる。

初めに、マスクポッド６８に収納されたマスク基板９を第１の処理室６２にセットする（ステップＳ２５０１）。なお、図２０および図２１は、この状態の第１の処理室６２を表している。

カバー搭載判定部１０８がマスク基板９にカバー６７が搭載されていないと判定すると、照明コントローラ８６が第１の照明装置８３を点灯し、第１の照明装置８３がマスク基板９の基板エッジ部１０の側面方向からマスク基板９に対して光を照射し、撮像装置８５が第１の照明装置８３から光を照射した状態の画像を撮像し、位置検出部１０２が撮像装置８５が撮像した第１の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出し、位置保存部１０３が検出されたエッジ位置を保存する（ステップＳ２５０２）。その後、照明コントローラ８６が第１の照明装置８３を消灯する。

さらに、照明コントローラ８６が第２の照明装置８４を点灯し、照明装置８４がマスク基板９の上方からマスク基板９の上面に対して垂直な方向に光を照射し、撮像装置８５が第２の照明装置８４から光を照射した状態の画像を撮像し、位置検出部１０２が撮像装置８５が撮像した第２の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出し、位置保存部１０３が検出されたエッジ位置を保存する（ステップＳ２５０３）。その後、照明コントローラ８６が第２の照明装置８４を消灯する。

差分算出部１０４が、位置保存部１０３に保存された第１の画像により検出された基板エッジ部１０の検出位置と第２の画像により検出された基板エッジ部１０の検出位置とから位置データの差分（Ｂ−Ａ）を算出し、差分保存部１０５が算出された位置データの差分を保存する（ステップＳ２５０４）。

マスクポッド開閉機構６４がマスクポッド６８を開放し、搬送ロボット６５が、マスクポッド６８のポッド底７１からマスク基板９を取り出し、このマスク基板９を第１の処理室６２から搬出する（ステップＳ２５０５）。

搬送ロボット６５が、マスク基板９を第２の処理室６３へ搬入する（ステップＳ２５０６）。

第２の処理室６３で、搬送ロボット６５が、マスク基板９をカバー搭載機構６６のマスク支持台７３へ搭載する（ステップＳ２５０７）。この後、図２３のように、カバー搭載用ハンド７４が、カバー６７を保持した状態でマスク基板９の上方まで移動する。次に、カバー６７をマスク基板９に対して正確な位置関係で搭載するため（カバー６７のパッド７５の土手部分がマスク基板９に接触しないようにするため）、現在のカバー６７の位置とマスク支持台７３上のマスク基板９の位置とを測定する。

先に、マスク支持台７３上のマスク基板９の位置を測定する場合を考える。カバー６７がマスク基板９の上方に存在する状態でも、第１の照明装置１１３を使用して、マスク基板９の基板エッジ部１０のエッジ位置を検出することは可能である。従って、照明コントローラ１１６が第１の照明装置１１３を点灯し、第１の照明装置１１３がマスク基板９の基板エッジ部１０の側面方向からマスク基板９に対して光を照射し、撮像装置１１５が第１の照明装置１１３から光を照射した状態の画像を撮像し、位置検出部１２２が撮像装置１１５が撮像した第１の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出し、位置保存部１２３が検出されたエッジ位置を保存する（ステップＳ２５０８）。その後、照明コントローラ１１６が第１の照明装置１１３を消灯する。

しかしながら、図２３をみればわかるように、カバー６７がマスク基板９の上方に存在する状態ではカバー６７が邪魔となり、第２の照明装置１１４を使用して、マスク基板９の基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出することは不可能である。このため、位置決定部１２６は、ステップＳ２５０４で第１の位置検出装置８１の差分算出部１０４が算出し、第２の位置検出装置１１１の差分保存部１２５が保存しておいた位置データの差分（Ｂ−Ａ）を、ステップＳ２５０８で検出した基板エッジ部１０のエッジ位置Ａに加算することにより、基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを算出する。そして、位置決定部１２６がこのエッジ位置Ｂを基板エッジ部１０のエッジ位置であると決定し、決定位置保存部１２７が決定されたエッジ位置を保存する（ステップＳ２５０９）。

このように、カバー６７がマスク基板９の上方に存在し、第２の照明装置１１４を使用してマスク基板９の基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出することができない場合においても、位置決定部１２６が、あらかじめ算出していた位置データの差分（Ｂ−Ａ）を、検出した基板エッジ部１０のエッジ位置Ａに加算することにより、基板エッジ部１０のエッジ位置を決定し、マスク基板の位置を知ることが可能になる。

なお、差分（Ｂ−Ａ）が必要な計測精度より小さく、基板エッジ部の面取り加工がＣ面取り加工である可能性が高く計測精度の低下を懸念する必要がない場合は、位置決定部１２６は、ステップＳ２５０９を行わずに、第１の照明装置１１３を使用することにより検出されたエッジ位置Ａをそのまま基板エッジ部１０のエッジ位置と決定してもよい。

次に、カバー６７の位置を測定する場合を考える。照明コントローラ１１６が第２の照明装置１１４を点灯し、第２の照明装置１１４がカバー６７の上方からカバー６７の上面に対して垂直な方向に光を照射し、撮像装置１１５が第２の照明装置１１４から光を照射した状態の画像を撮像し、位置検出部１２２が撮像装置１１５が撮像した第２の画像からカバーエッジ部８９のエッジ位置を検出し、位置保存部１２３が検出されたエッジ位置を保存する（ステップＳ２５１０）。その後、照明コントローラ１１６が第２の照明装置１１４を消灯する。

そして、位置関係判定部１２９が、ステップＳ２５１０で算出したカバー６７のカバーエッジ部８９のエッジ位置と、ステップＳ２５０９で決定したマスク基板９の基板エッジ部１０のエッジ位置とから、カバー６７とマスク基板９がそれぞれ所定の位置にあることを確認する（ステップＳ２５１１）。なお、検出されたカバーエッジ部８９の位置精度は、決定されたマスク基板９のエッジ部１０の位置精度よりも劣っているが、カバー６７とマスク基板とが互いに正確な位置関係にある場合、カバー６７のパッド８４の土手部分の側面とマスク基板９の側面との間に距離の余裕があるので、大きな問題とはならない。

カバー搭載機構６６が、マスク基板９にカバー６７を搭載する（ステップＳ２５１２）。なお、位置関係判定部１２９が、カバー６７とマスク基板９がそれぞれ所定の位置にないと判定した場合には、そのままマスク基板９にカバー６７を搭載すると、マスク基板９とカバー６７のパッド７５の土手とが接触しパーティクルが発生したり、最悪の場合マスク基板が損傷するおそれがあるので、作業を中断する。

カバー６７をマスク基板９に搭載する際の振動により、カバー６７とマスク基板９の位置がずれた場合を考慮して、再度、カバー６７をマスク基板９に搭載した後のカバー６７とマスク基板９の位置を測定する。

先に、マスク基板９の位置を測定する場合を考える。カバー６７がマスク基板９に搭載された状態でも、第１の照明装置１１３を使用して、マスク基板９の基板エッジ部１０のエッジ位置を検出することは可能である。従って、照明コントローラ１１６が第１の照明装置１１３を点灯し、第１の照明装置１１３がマスク基板９の基板エッジ部１０の側面方向からマスク基板９に対して光を照射し、撮像装置１１５が第１の照明装置１１３から光を照射した状態の画像を撮像し、位置検出部１２２が撮像装置１１５が撮像した第１の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出し、位置保存部１２３が検出されたエッジ位置を保存する（ステップＳ２５１３）。その後、照明コントローラ１１６が第１の照明装置１１３を消灯する。

しかしながら、図２３をみればわかるように、カバー６７がマスク基板９に搭載された状態ではカバー６７が邪魔となり、第２の照明装置１１４を使用して、マスク基板９の基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出することは不可能である。このため、位置決定部１２６は、ステップＳ２５０４で第１の位置検出装置８１の差分算出部１０４が算出し、第２の位置検出装置１１１の差分保存部１２５が保存しておいた位置データの差分（Ｂ−Ａ）を、ステップＳ２５１３で検出した基板エッジ部１０のエッジ位置Ａに加算することにより、基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを算出する。そして、位置決定部１２６がこのエッジ位置Ｂを基板エッジ部１０のエッジ位置であると決定し、決定位置保存部１２７が決定されたエッジ位置を保存する（ステップＳ２５１４）。

このように、カバー６７がマスク基板９に搭載され、第２の照明装置１１４を使用してマスク基板９の基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出することができない場合においても、位置決定部１２６が、あらかじめ算出していた位置データの差分（Ｂ−Ａ）を、検出した基板エッジ部１０のエッジ位置Ａに加算することにより、基板エッジ部１０のエッジ位置を決定し、マスク基板の位置を知ることが可能になる。

なお、差分（Ｂ−Ａ）が必要な計測精度より小さく、基板エッジ部の面取り加工がＣ面取り加工である可能性が高く計測精度の低下を懸念する必要がない場合は、位置決定部１２６は、ステップＳ２５１４を行わずに、第１の照明装置１１３を使用することにより検出されたエッジ位置Ａをそのまま基板エッジ部１０のエッジ位置と決定してもよい。

次に、カバー６７の位置を測定する場合を考える。照明コントローラ６が第２の照明装置１１４を点灯し、第２の照明装置がカバー６７の上方からカバー６７の上面に対して垂直な方向に光を照射し、撮像装置１１５が第２の照明装置１１４から光を照射した状態の画像を撮像し、位置検出部１２２が撮像装置１１５が撮像した第２の画像からカバーエッジ部８９のエッジ位置を検出し、位置保存部１２３が検出されたエッジ位置を保存する（ステップＳ２５１５）。その後、照明コントローラ１１６が第２の照明装置１１４を消灯する。

そして、位置関係判定部１２９が、ステップＳ２５１５で算出したカバー６７のカバーエッジ部８９のエッジ位置と、ステップＳ２５１４で決定したマスク基板９の基板エッジ部１０のエッジ位置とから、カバー６７とマスク基板９がそれぞれ所定の位置にある状態でカバー６７がマスク基板９に搭載されていることを確認する（ステップＳ２５１６）。なお、検出されたカバーエッジ部８９の位置精度は、決定されたマスク基板９のエッジ部１０の位置精度よりも劣っているが、カバー６７とマスク基板とが互いに正確な位置関係にある場合、カバー６７のパッド８４の土手部分の側面とマスク基板９の側面との間に距離の余裕があるので、大きな問題とはならない。

位置関係判定部１２９が、カバー６７とマスク基板９がそれぞれ所定の位置にないと判定した場合には、そのままでは、マスク基板９の側面とカバー６７のパッド７５の土手とが接触しパーティクルが発生したり、最悪の場合マスク基板が損傷するおそれがあるので、作業を中断する。

搬送ロボット６５が、カバー６７を搭載したマスク基板９を、第２の処理室６３から搬出し第１の処理室６２へ搬入する。（ステップＳ２５１７）。

第１の処理室６２で、搬送ロボット６５が、マスクポッド６８のポッド底７１へマスク基板９を置き、マスクポッド開閉機構６４が、マスクポッド６８を閉鎖する（ステップＳ２５１８）。なお、図２２は、この状態の第１の処理室６２を表している。

カバー６７が搭載されたマスク基板９が、第２の処理室６３から第１の処理室６２に搬送後、マスクポッド６８のポッド底７１へ置かれるまでの間に、カバー６７とマスク基板９の位置がずれた場合を考慮して、再度、カバー６７とマスク基板９の位置を測定する。

先に、マスク基板９の位置を測定する場合を考える。この測定は、カバー搭載判定部１０８がマスク基板９にカバー６７が搭載されていると判定した後に行われる。カバー６７がマスク基板９に搭載された状態でも、第１の照明装置８３を使用して、マスク基板９の基板エッジ部１０のエッジ位置を検出することは可能である。従って、照明コントローラ８６が第１の照明装置８３を点灯し、第１の照明装置８３がマスク基板９の基板エッジ部１０の側面方向からマスク基板９に対して光を照射し、撮像装置８５が第１の照明装置８３から光を照射した状態の画像を撮像し、位置検出部１０２が撮像装置８５が撮像した第１の画像から基板エッジ部１０のエッジ位置Ａを検出し、位置保存部１０３が検出されたエッジ位置を保存する（ステップＳ２５１９）。その後、照明コントローラ８６が第１の照明装置８３を消灯する。

しかしながら、図２２をみればわかるように、カバー６７がマスク基板９に搭載された状態ではカバー６７が邪魔となり、第２の照明装置８４を使用して、マスク基板９の基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出することは不可能である。このため、位置決定部１０６は、ステップＳ２５０４で位置検出部１０２が算出し、差分保存部１０５が保存しておいた位置データの差分（Ｂ−Ａ）を、ステップＳ２５１９で検出した基板エッジ部１０のエッジ位置Ａに加算することにより、基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを算出する。そして、位置決定部１０６がこのエッジ位置Ｂを基板エッジ部１０のエッジ位置であると決定し、決定位置保存部１０７が決定されたエッジ位置を保存する（ステップＳ２５２０）。

このように、カバー６７がマスク基板９に搭載され、第２の照明装置８４を使用してマスク基板９の基板エッジ部１０のエッジ位置Ｂを検出することができない場合においても、位置決定部１０６が、あらかじめ算出していた位置データの差分（Ｂ−Ａ）を、検出した基板エッジ部１０のエッジ位置Ａに加算することにより、基板エッジ部１０のエッジ位置を決定し、マスク基板の位置を知ることが可能になる。

なお、差分（Ｂ−Ａ）が必要な計測精度より小さく、基板エッジ部の面取り加工がＣ面取り加工である可能性が高く計測精度の低下を懸念する必要がない場合は、位置決定部１０６は、ステップＳ２５１９を行わずに、第１の照明装置８３を使用することにより検出されたエッジ位置Ａをそのまま基板エッジ部１０のエッジ位置と決定してもよい。

次に、カバー６７の位置を測定する場合を考える。照明コントローラ８６が第２の照明装置８４を点灯し、第２の照明装置がカバー６７の上方からカバー６７の上面に対して垂直な方向に光を照射し、撮像装置８５が第２の照明装置８４から光を照射した状態の画像を撮像し、位置検出部１０２が撮像装置８５が撮像した第２の画像からカバーエッジ部８９のエッジ位置を検出し、位置保存部１０３が検出されたエッジ位置を保存する（ステップＳ２５２１）。その後、照明コントローラ６が第２の照明装置８４を消灯する。

そして、位置関係判定部１０９が、ステップＳ２５２１で算出したカバー６７のカバーエッジ部８９のエッジ位置と、ステップＳ２５２０で決定したマスク基板９の基板エッジ部１０のエッジ位置とから、カバー６７とマスク基板９がそれぞれ所定の位置にある状態でカバー６７がマスク基板９に搭載されていることを確認し（ステップＳ２５２２）、処理を終了する。なお、検出されたカバーエッジ部８９の位置精度は、決定されたマスク基板９のエッジ部１０の位置精度よりも劣っているが、カバー６７とマスク基板とが互いに正確な位置関係にある場合、カバー６７のパッド８４の土手部分の側面とマスク基板９の側面との間に距離の余裕があるので、大きな問題とはならない。

位置関係判定部１０９が、カバー６７とマスク基板９がそれぞれ所定の位置にないと判定した場合には、そのままでは、マスク基板９の側面とカバー６７のパッド７５の土手とが接触しパーティクルが発生したり、最悪の場合マスク基板が損傷するおそれがあるので、作業を中断する。

なお、本実施の形態では、第１の位置検出装置８１の制御装置８８と、第２の位置検出装置１１１の制御装置１１８との構成は若干異なっているが、全く同じ構成としてもよい。その場合は、第１の処理室６２および第２の処理室６３のいずれで使用されるかにより、制御装置内で使用される機能を適宜選択すればよい。そうすれば、２種類の制御装置を作成する手間を省くことができる。

また、第１の位置検出装置８１と第２の位置検出装置１１１との構成は、基本的に同じ構成として、撮像装置、照明装置は概略同じ配置にすることが高精度を実現する上では望ましい。特に、側方から光を照射するための第１の照明装置、基板、および、撮像装置の配置関係を共通とすることにより、第１の処理室６２と第２の処理室６３における基板の位置検出誤差を最小限に小さくできる。

このように、第４の実施の形態にかかるカバー搭載装置によれば、第1の実施の形態で説明した位置検出装置および位置検出装置の方法を使用することにより、第２の照明装置を使用してマスク基板の基板エッジ部のエッジ位置を検出することができない場合においても、第１の照明装置を使用して検出したマスク基板の基板エッジ部のエッジ位置に、あらかじめ算出していた位置データの差分を加算することにより、基板エッジ部のエッジ位置を決定し、マスク基板の位置を知ることが可能となり、マスク基板の位置の検出精度に優れたカバー搭載装置を提供することが可能である。

また、第４の実施の形態にかかるカバー搭載装置によれば、第1の実施の形態および第２の実施の形態で説明した位置検出装置および位置検出装置の方法を使用することにより、カバーをマスク基板に搭載する前にマスク基板の位置とカバーの位置とを検出して互いの位置関係を確認した上でカバーをマスク基板に搭載することができ、カバーの搭載ミスのない信頼度に優れたカバー搭載装置を提供することが可能である。

さらに、第４の実施の形態にかかるカバー搭載装置によれば、第1の実施の形態および第２の実施の形態で説明した位置検出装置および位置検出装置の方法を使用することにより、カバーをマスク基板に搭載した後にもマスク基板の位置とカバーの位置とを検出して互いの位置関係を確認し、搭載後のカバーのずれを検出することができ、信頼度に優れたカバー搭載装置を提供することが可能である。

（第５の実施の形態）
第５の実施の形態では、ＥＵＶ露光装置で、リムーバブルペリクルに覆われたマスク基板を、リムーバブルペリクルから外した後マスクステージへ搭載する場合に、第１〜第３の実施の形態にかかる位置検出装置を適用し、マスク基板をマスクステージへ搭載する。

第５の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。初めに、ＥＵＶ露光装置において、リムーバブルペリクルに覆われていたＥＵＶマスクが、マスクチャックに保持され、次の露光工程へ進むまでのフローを説明する。

図２６は、リムーバブルペリクルと搬送ロボットハンドの関係を示した概念図である。図２６の左図は、ＥＵＶマスクがリムーバブルペリクルに覆われた状態で搬送ロボットハンドに搭載されている状態を示す。リムーバブルペリクル１３０は、リムーバブルペリクルベース１３１とリムーバブルペリクルカバー１３２から構成されている。そして、ＥＵＶマスク１３３は、リムーバブルペリクルベース１３１上に搭載され、さらにリムーバブルペリクルカバー１３２に覆われている状態で保管されている。ここで、ＥＵＶマスク１３３のパターン形成面は、リムーバブルペリクルベース１３１側にある。そして、搬送ロボットハンド１３４が、ＥＵＶマスク１３３を保管したリムーバブルペリクル１３０を、リムーバブルペリクルベース１３１の下面から支えている。

図２６の右図は、リムーバブルペリクルカバー１３２がリムーバブルペリクルベース１３１から分離している状態を示す。ＥＵＶマスク１３３を露光に使用する際には、リムーバブルペリクルカバーオープナ１３５が、リムーバブルペリクルカバー１３２を上方に持ち上げ、ＥＵＶマスク３０のパターン形成面の反対面が開放される。次に、搬送ロボットハンド１３４が、リムーバブルペリクルベース１３１に搭載された状態のＥＵＶマスク１３３を、位置検出装置に搬送する。

図２７は、ＥＵＶマスクを露光装置内のマスクステージ上のマスクチャックに設置する前に、ＥＵＶマスクの位置を計測する位置検出装置の構成を示した概略図である。搬送ロボットハンド１３４は、ＥＵＶマスク１３３を搭載したリムーバブルペリクルベース１３１を、位置検出装置１４１の位置まで搬送し、位置検出装置１４１がＥＵＶマスク１３３の位置を検出する。ここで、リムーバブルペリクルカバー１３２が外れた状態で、位置検出装置１４１を使用することにより、ＥＵＶマスク１３３の位置を検出することが可能となる。

ＥＵＶマスク１３３の位置を検出後、搬送ロボットハンド１３４は、ＥＵＶマスク１３３を搭載したリムーバブルペリクルベース１３１を、マスクチャック１４２の下方まで搬送する。マスクチャック１４２は、図示しないマスクステージとつながっており、このマスクステージが駆動し、マスクチャック１４２をＥＵＶマスク１３３のパターン形成面の反対面と接触させ、マスクチャック１４２とＥＵＶマスク１３３の接触面間の静電力により、ＥＵＶマスク１３３がマスクチャック１４２に保持（チャック）される。なお、ＥＵＶ露光装置では、静電チャックが使用されることが前提となっている。この時、マスクステージは、位置検出装置１４１により検出されたＥＵＶマスク１３３の位置を利用することにより、ＥＵＶマスク１３３をマスクチャック１４２における所定の位置に接触させ、保持させることができる。

マスクチャック１４２にＥＵＶマスク１３３が保持された後、マスクチャック１４２が上昇、または、搬送ロボットハンド１３４が下降し、リムーバブルペリクルベース１３１は、ＥＵＶマスク１３３から分離される。その結果、ＥＵＶマスク１３３のパターン形成面は露光装置の露光光学系に対して露出し、次の露光処理へと工程が進められる。

次に、本実施の形態にかかる位置検出装置１４１について詳しく説明する。位置検出装置１４１は、照明装置１４３、ミラー１４４、撮像装置１４５、照明コントローラ１４６、カメラコントローラ１４７、および、制御装置（演算処理部）１４８を備えて構成されている。

照明装置１４３は、ＥＵＶマスク１３３の側面からＥＵＶマスク１３３の表裏面に略平行な方向に光を照射する。この照明光は、ＥＵＶマスク１３３の厚さ以上の上下方向の広がりを有した強度分布を持つ。そのため、照明装置１４３は、ＥＵＶマスク１３３のパターン形成面の反対面と照明装置１４３の射光中心部が概ね同一面上になるように設置されている。照明装置１４３は、本例ではＬＥＤが使用される。

ミラー１４４は、照明装置１４３が光を照射するＥＵＶマスク１３３の側面の上方に設けられたミラーである。ミラー１４４は、その反射面がＥＵＶマスク１３３の面に対して、概略４５度傾斜した状態で固定されている。従って、照明装置１４３がＥＵＶマスク１３３の側面に光を照射すると、ＥＵＶマスク１３３のエッジ部１５０で発生した散乱光の光線束１４９はミラー１４４に入射する。そして、ミラー１４４は、光線束１４９を概略９０度折り曲げ、右方向へ出射する。

撮像装置１４５は、ミラー１４４が出射した光線束１４９の出射先に設置され、光線束１４９で形成された画像を撮像する。さらに、撮像装置１４５は、オートフォーカス機構を装備している。撮像装置１４５には、ＣＣＤカメラが使用される。このような関係で照明装置１４３、ミラー１４４、および、撮像装置１４５が配置されているのは、露光装置内に配置されている、ステージ駆動系、露光照明光学系、および、ファインアライメント光学系の配置上の制約のためである。

なお、ＥＵＶマスク１３３のパターン形成面の反対面からミラー１４４を経由して撮像装置１４５まで到達する距離は、撮像距離（ＷＤ）になるように調整されている。さらに、撮像装置１４５のカメラは、オートフォーカス機構によりカメラのレンズ部のフォーカス調整がされ、ミラー１４４を介してＥＵＶマスク１３３のパターン形成面と焦点があうようにされている。撮像装置１１５の撮像範囲は、照明装置１４３からの光が照射されたエッジ部１５０を写したミラー１４４を含む領域である。

照明コントローラ１４６は、照明装置１４３を制御する。具体的には、制御装置１４８に基づいて、撮像のタイミングにあわせて各照明装置の点灯および消灯の指示や、照明装置の照明光量を段階的に変更、調整する指示等を行う。例えば、照明コントローラ１４６は、ＣＰＵやマイクロコンピュータである。カメラコントローラ１４７は、撮像装置１４５を制御する。具体的には、カメラの撮像時間（シャッタ時間）および撮像の指示等を行い、オートフォーカス機構のフォーカス調整を行う。例えば、カメラコントローラ１４７は、ＣＰＵやマイクロコンピュータである。

制御装置１４８は、照明コントローラ１４６およびカメラコントローラ１４７を制御し、撮像装置１４５が撮像した画像と、第４の実施の形態で説明したカバー搭載装置のような別装置、または、露光装置のマスクロードポートにおいてあらかじめ算出しておいた差分（Ｂ−Ａ）とからＥＵＶマスク１３３の位置（エッジ部１５０のエッジ位置）を検出し、決定する。制御装置１４８は、コントローラ制御部１５１、位置検出部１５２、位置保存部１５３、差分保存部１５５、位置決定部１５６、および、決定位置保存部１５７を備えて構成されている。

コントローラ制御部１５１は、照明コントローラ１４６およびカメラコントローラ１４７を制御する。位置検出部１５２は、撮像装置１４５が撮像した画像からＥＵＶマスク１３３のエッジ部１５０のエッジ位置Ａを検出する。なお、具体的な位置検出の方法は、第1の実施の形態で説明した方法と同じであり省略する。位置保存部１５３は、第１の画像から検出したエッジ部１５０のエッジ位置Ａを保存するメモリ等の記憶媒体である。

差分保存部１５５は、第４の実施の形態で説明したカバー搭載装置のような別装置、または、露光装置のマスクロードポートにおいてあらかじめ算出しておいた差分（Ｂ−Ａ）を保存するメモリ等の記憶媒体である。この差分は、装置間をネットワークで接続することにより、差分保存部１５５へ送信されてもよい。または、作業者が差分データを差分保存部１５５へ入力することにより保存させてもよい。

位置決定部１５６は、検出したエッジ位置Ａに差分（Ｂ−Ａ）を加算することにより算出したエッジ位置Ｂからエッジ部１５０のエッジ位置を決定する。決定位置保存部１５７は、決定されたエッジ部１５０のエッジ位置を保存するメモリ等の記憶媒体である。制御装置１４８は、例えば、ＣＰＵやマイクロコンピュータである。なお、位置保存部１５３、差分保存部１５５、および、決定位置保存部１５７は、ＣＰＵやマイクロコンピュータ内部のキャッシュメモリであるが、図示しないＲＡＭ等であってもよい。

従って、位置検出装置１４１は、ＥＵＶマスク１３３の側面に光を照査することにより得られた画像からエッジ位置Ａを検出し、第４の実施の形態で説明したカバー搭載装置のような別装置、または、露光装置のマスクロードポートにおいて、あらかじめ算出しておいた差分（Ｂ−Ａ）を加算することにより、ＥＵＶマスク１３３の位置（エッジ部１５０のエッジ位置）を正確に知ることが可能である。

なお、ＥＵＶマスク１３３のエッジ部１５０の面取り加工量は、ＳＥＭＩ規格によれば、通常のマスクに比べて最大で６分の１程度と小さいため、場合によっては差分を考慮せずに、ＥＵＶマスクの側面に光を照射することにより得られた画像から検出したエッジ部１５０のエッジ位置Ａを、そのままエッジ部１５０のエッジ位置と決定し、使用することも可能である。

また、照明装置１４３は、ＬＥＤ照明を使用しているので数１０度程度の拡がり角度を有して光を出射しており、リムーバブルペリクルベース１３１のエッジ位置にもこの光が照射される。従って、位置検出装置１４１を使用することにより、リムーバブルペリクルベース１３１の位置を検出することが可能であり、さらに、位置検出装置１４１に第４の実施の形態で説明した位置関係判定部１０９の機能を追加することにより、ＥＵＶマスク１３３とリムーバブルペリクルベース１３１との位置関係を知ることが可能である。

本実施の形態では、ＥＵＶマスク１３３をマスクチャック１４２へ搭載する前にＥＵＶマスク１３３の位置を確認することができる。そして、測定したＥＵＶマスク１３３の位置に応じて、ＥＵＶマスク１３３を保持するために必要な所定の位置範囲に収まるように、マスクチャック１４２をマスクステージで駆動させた後、マスクチャック１４２がＥＵＶマスク１３３を保持することができる。

ここで、必要な所定の位置範囲とは、ＥＵＶマスク１３３のアライメントマークをサーチする範囲であり、いわゆる露光装置に設けられたアライメントマークを検出する検出装置のキャプチャレンジに相当する。マスクチャック１４２がＥＵＶマスク１３３を保持した際にキャプチャレンジを超えていた場合には、ＥＵＶマスク１３３のアライメントが不可能となるためマスクロードエラーとなり、露光処理を実行できず露光装置のスループットの大幅な低下の原因となる。本実施の形態にかかる位置検出装置を使用することにより、マスクロードエラー等の問題も回避できるようになる。

また、上述した説明では、リムーバブルペリクルベース１３１上にあるＥＵＶマスク１３３をマスクチャック１４２へ搭載する前にＥＵＶマスク１３３の位置を検出し、この値に応じてマスクステージが駆動することにより、ＥＵＶマスク１３３とマスクチャック１４２とが所定の範囲以内になるように位置決め（アライメント）しているが、リムーバブルペリクルベース１３１を介してＥＵＶマスク１３３を保持している搬送ロボットハンド１３４が駆動することによって、ＥＵＶマスク１３３とマスクチャック１４２とが所定の範囲以内になるように位置決め（アライメント）することも可能である。

また、マスクステージ周辺のように空間的に制約がある場合には、本実施の形態のような手法で撮像装置の配置に自由度を持たせることが可能である。そして、ＥＵＶマスク１３３のエッジ部１５０からの散乱光は単純な光束であるので、位置検出装置１４１は単純な構成とすることができる。従って、位置検出装置１４１では、アライメントマークを使用した位置検出光学系においてしばしば問題とされるような像歪みの影響が少ない状態で検出することが可能であるために、レンズや光学部品を多用し比較的複雑で大型となる光学系検出装置のような配置上の制約を受けにくい。

なお、位置検出装置１４１と別装置または露光装置のマスクロードポートにある位置検出装置との構成は、基本的に同じ構成として、撮像装置、照明装置は概略同じ配置にすることが高精度を実現する上では望ましい。特に、側方から光を照射するための第１の照明装置、基板、および、撮像装置の配置関係を共通とすることにより、別装置またはマスクロードポートにおいて予め計測、算出、保存した差分データ（Ｂ−Ａ）を用いて、露光装置内のマスクステージにおいて基板の位置検出を行う際に、位置検出誤差を最小限に小さくできる。従って、位置検出精度を確保する観点からすると、撮像装置や照明装置の配置は、完全に自由ではないことに注意が必要である。

このように、第５の実施の形態にかかる露光装置によれば、第1の実施の形態および第３の実施の形態で説明した位置検出装置および位置検出装置の方法を使用することにより、ＥＵＶマスクをマスクチャックに保持する前にＥＵＶマスクの位置とマスクチャックの位置とを検出して互いの位置関係を確認した上でＥＵＶマスクをマスクチャックに保持することができ、マスクのアライメントを実現する露光装置を提供することが可能である。

（変形例）
なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではない。第１〜第３の実施形態では、第１の照明装置および第２の照明装置を各１個づつ配置しているが、複数配置してもよい。また、第１〜第５の実施形態では、第１の照明装置および第２の照明装置にＬＥＤを使用しているが、ライトガイドを用いたファイバー照明を使用してもよい。

また、第２および第３の実施の形態では、マスク基板のパターン形成面または形成予定面をカバーで覆う構成としているが、マスク基板のパターン形成面または形成予定面の反対面をカバーで覆う構成としてもよい。この場合、第１の照明装置は、マスク基板のパターン形成面または形成予定面と第１の照明装置３の射光中心部が概ね同一面上になるように設置される。

また、第５の実施の形態の撮像装置において示したように、マスク基板に照射する照明装置の配置についても、折り返しミラー等の手段を適用して実質的に照明光がマスク基板の側面方向から照射され、また、垂直方向から照射される構成であれば、本実施の形態を適用することは可能である。

また、第１〜第５の実施の形態では、マスク基板の下面と第１の照明装置の射光中心部が概ね同一面上になるように設置されているが、必ずしも同一面上になくても本発明は十分に機能する。例えば、基板厚さ以上に高さがずれていても、上下方向に広がりを有した強度分布を持つ照明光を使用して基板エッジを照明することによって、本検出手段の構成により高品質なエッジ画像が形成されるために高精度な計測が可能である。また、エッジ散乱光が発生する範囲であれば、照明光の高さ方向のずれや射光の中心方向に傾きがあっても、本検出手段の構成により高品質なエッジ画像が形成されるために高精度な計測が可能である。

また、第１〜第５の実施の形態では、撮像装置はＣＣＤカメラを使用したが、ＣＣＤラインセンサやＣＭＯＳセンサを使用することも可能であり、照明した際のエッジ散乱光の強度、または、照明の明暗を検出し位置を計測できる手段であれば、本実施の形態に適用できることは言うまでもない。

また、撮像装置となる例えばＣＣＤカメラと被検出対象となるマスク基板、若しくはカバーの間には、拡大レンズやテレセントリックレンズ、テレコンバータレンズ、或いは色素フィルタや偏光フィルタ、レンズ保護フィルタなどの一般的な光学部品を介在させて使用しても、本発明を適用することは可能である。

また、マスク基板側面方向から照明する照明領域については特に規定はされていないが、マスク基板の長手方向に平行な面を有限なサイズで照明することが望ましい。

また、マスク基板を支持する部分の構造については、種々の形状が適用可能であり、照明領域、検出領域、および、その他周辺と物理的に干渉しない範囲で形状を決定することが望ましく、本実施の形態のように四隅で支持する構成ではなく、３点で支持する構成でもよい。

また、第１〜第４の実施の形態では、回路パターンの原版であるマスク基板には、現在主流で使用されているＣｒマスクと、次世代リソグラフィ用で使用されるＥＵＶマスクとを用いているが、ハーフトーンマスクやフッ化カルシウムを母材としたマスクを用いることも可能である。

また、第１〜第５の実施の形態にかかる位置検出装置および位置検出方法は、必要に応じて適宜変更を加えることにより、各種の製造装置に適用することが可能である。例えば、第４の実施の形態では、第２の処理室において第２の照明装置を設置したが、マスク基板の位置は第１の照明装置だけを使用して求めることができる。従って、カバーの位置があらかじめ機械的に決められていれば、マスク基板の位置を検査するだけでもマスク基板とカバーの物理的な接触や擦動の問題を回避することは可能であり、その結果、第２の照明装置は不要となる。

また、第１の実施形態で説明したように、第１の照明装置による位置計測と、第２の照明装置による位置計測の順番が入れ替わってもよく、これらの差分算出部における位置データの差分算出も、順番を入れ替えて引き算を行っても良い。このときに保存された位置データの差分の加算方法については、矛盾がないように定義をしておけば、本発明を適用することが可能であることはいうまでも無い。

また、第１〜第５の実施の形態にかかる位置検出装置および位置検出方法では、光の像強度プロファイルを算出し、さらに、光の像強度プロファイルの波形を１次微分し、微分波形において、強度に対する閾値をあらかじめ設定した上で、微分波形の左から右方向へサーチしていき、微分波形と閾値が交差した位置を基板エッジ部位置として検出しているが、基板のエッジ位置を決定する上での処理内容は、これに限るものではなく、例えば、２回微分処理や、ラプラス変換など適宜画像処理を行うことにより、エッジ位置を決定することができる。さらに、閾値は、波形のノイズレベル等から設定しているが、これに限るものではない。

また、第４の実施の形態では、第１の処理室で第１の照明装置と第２の照明装置とを用いて、マスク基板の基板エッジ部のエッジ位置の差分データを算出したが、マスクケース（シッピングボックス）からマスクポッドへマスク基板を移し変える装置において、第１の処理室と同様の位置検出装置を構成し、差分データを算出する工程を行うことも可能である。また、搬送ロボット上にマスク基板が搭載した状態において、第１の処理室と同様の位置検出装置を適用し、差分データを算出する工程を行うことも可能であり、この場合には、各種装置の機構や機器配置の制約等も緩和されるために適用がしやすくなる。

また、第５の実施の形態で説明したマスク基板を搭載しているマスクステージを、マスク基板の位置を確認した上で設置する必要がある装置に対しても、本実施の形態例を一例として適用することが可能である。例えば、計測対象のマスク基板が狭小空間に配置された状態で、マスク基板の位置を検出する場合についても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。狭小空間とは、検査装置を代表例として検査光学系がマスク基板に近接している場合や、近接露光装置におけるマスク基板とウエハの間隙が極めて狭い場合等を示し、マスク描画装置の場合も含む。

また、他の装置の一機能として、本実施の形態にかかる位置検出装置および位置検出方法が適用されるだけでなく、基板位置を検出し基板を位置決めするアライメント装置に対しても、本実施の形態にかかる位置検出装置および位置検出方法を適用できることが可能である。

また、搬送装置、基板移載装置、または、位置決め装置等において使用される本実施の形態にかかる位置検出装置および位置検出方法は、マスク基板のみならず、液晶パネル等の表示デバイスも位置検出することが可能である。

また、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。

本発明は、薄板形状である物質の側面部の位置検出に有用である。

第１の実施の形態にかかる位置検出装置の構成を示す図である。 図１の位置検出装置のＡ−Ａ矢視断面図である。 位置検出装置による位置検出の手順を示すフローチャートである。 撮像装置が撮像した第１の画像を模式的に表した図である。 光強度プロファイルから基板エッジ部のエッジ位置を検出する方法を説明する図である。 Ｒ面取り加工されている基板エッジ部の断面に対して、第１の照明装置により計測された位置と、第２の照明装置により計測された位置との関係を示す模式図である。 面取り加工の違いによる検出誤差について、光線追跡シミュレーションで解析した結果を示したグラフである。 異なるマスク基板について、各マスク基板のエッジ部を位置計測した結果を示したグラフである。 各照明条件で位置計測の再現性を測定した実験の結果を示したグラフである。 同軸落射照明方法を使用した場合の位置検出装置の構成を示す図である。 第２の実施の形態にかかる位置検出装置の構成を示す図である。 図１１の位置検出装置のＡ−Ａ矢視断面図である。 撮像装置が撮像した第１の画像を模式的に表した図である。 カバーに設けられたパッドの形状の詳細を示した図である。 第３の実施の形態にかかる位置検出装置の構成を示す図である。 図１４の位置検出装置のＡ−Ａ矢視断面図である。 第４の実施の形態にかかるカバー搭載装置の概念図である。 マスクポッド開閉機構によるマスクポッドの開閉方法を示した概念図である。 カバー搭載機構によるカバーのマスク基板への装着方法を示した概念図である。 カバーをマスク基板に搭載する前の第１の処理室における第１の位置検出装置の構成を示す側面図である。 カバーをマスク基板に搭載する前の第１の処理室における第１の位置検出装置の構成を示す上面図である。 カバーをマスク基板に搭載した後の第１の処理室における第１の位置検出装置の構成を示す側面図である。 カバーをマスク基板に搭載する前の第２の処理室における第２の位置検出装置の構成を示す側面図である。 カバーをマスク基板に搭載した後の第２の処理室における第２の位置検出装置の構成を示す側面図である。 カバー搭載装置によるカバー搭載の手順を示すフローチャートである。 リムーバブルペリクルと搬送ロボットハンドの関係を示した概念図である。 ＥＵＶマスクを露光装置内のマスクステージ上のマスクチャックに設置する前に、ＥＵＶマスクの位置を計測する位置検出装置の構成を示した概略図である。

符号の説明

１、２１、４１、８１、１１１、１４１ 位置検出装置
２ マスク基板用支柱
３、４３、８３、１１３ 第１の照明装置
４、２４、４４、８４、１１４ 第２の照明装置
５、２５、４５、８５、１１５、１４５ 撮像装置
６、８６、１１６、１４６ 照明コントローラ
７、８７、１１７、１４７ カメラコントローラ
８、２８、４８、８８、１１８、１４８ 制御装置
９ マスク基板、
１０ 基板エッジ部
１１、１０１、１２１、１５１ コントローラ制御部
１２、３２、５２、１０２、１２２、１５２ 位置検出部
１３、３３、５３、１０３、１２３、１５３ 位置保存部
１４、１０４ 差分算出部
１５、１０５、１２５、１５５ 差分保存部
１６、３６、１０６、１２６、１５６ 位置決定部
１７、１０７、１２７、１５７ 決定位置保存部
１８ 散乱光
１９ 同軸落射照明装置
２９、４９、６７ カバー
３１、８９ カバーエッジ部
４２ カバー用支柱、
６１ カバー搭載装置
６２ 第１の処理室
６３ 第２の処理室
６４ マスクポッド開閉機構
６５ 搬送ロボット
６６ カバー搭載機構
６８ マスクポッド
６９ テーブル
７０ エレベータ
７１ ポッド底
７２ ポッド蓋
７３ マスク支持台
７４ カバー搭載用ハンド
３４、５４、７５ パッド
９０、１２０ 窓
９１ 開口部
１０８ カバー搭載判定部
１０９、１２９ 位置関係判定部
１３０ リムーバブルペリクル
１３１ リムーバブルペリクルベース
１３２ リムーバブルペリクルカバー
１３３ ＥＵＶマスク
１３４ 搬送ロボットハンド
１３５ リムーバブルペリクルカバーオープナ
１４２ マスクチャック
１４３ 照明装置
１４４ ミラー
１４９ 光線束
１５０ エッジ部
Ａ、Ｂ エッジ位置
ｄ 距離

Claims (12)

1. 基板の裏面と照明機構の射光中心部が概ね同一面上になるように設置され、前記基板に対し側面方向から前記基板の表裏面に概略平行な方向に光を照射する少なくとも一つの第１の照明手段と、
   前記基板の表面の上方に設けられ、前記基板のエッジ部を含む領域に、前記基板の表面に対して概略垂直な方向に光を照射する第２の照明手段と、
   撮像範囲内に前記基板のエッジが位置するように前記基板の裏面側に配置され、前記基板の裏面側を撮像する撮像手段と、
   前記第１の照明手段から光を照射した状態で前記撮像手段により撮像された第１の画像と、前記第２の照明手段から光を照射した状態で前記撮像手段により撮像された第２の画像とから、前記基板の少なくとも一箇所のエッジ位置を検出するエッジ位置検出手段とを備えること、
   を特徴とする位置検出装置。
2. 前記第１の画像から検出されたエッジ位置と、前記第２の画像から検出されたエッジ位置との差分を算出する差分算出手段と、
   前記第１の画像から検出したエッジ位置に、前記差分を加算したエッジ位置を、前記基板のエッジ位置であると決定するエッジ位置決定手段とを備えること、
   を特徴とする請求項２に記載の装置。
3. 前記エッジ位置決定手段は、
   前記差分があらかじめ定められた所定の値より小さい場合、前記第１の画像から検出したエッジ位置を、前記基板のエッジ位置であると決定すること、
   を特徴とする請求項３に記載の装置。
4. 前記基板に、前記基板を被覆する被覆手段、または、前記基板を支持する支持手段が搭載されているか否かを判定する判定手段と、
   前記第１の画像から検出されたエッジ位置と、前記第２の画像から検出されたエッジ位置との差分を算出する差分算出手段と、
   当該差分を保存する差分保存手段と、
   前記基板のエッジ位置を決定するエッジ位置決定手段と、をさらに備え、
   前記差分算出手段は、前記判定手段が、前記基板に、前記被覆手段、または、前記支持手段が搭載されていないと判定した場合、差分を算出し、算出した差分を前記差分保存手段に保存し、
   前記エッジ位置検出手段は、前記判定手段が、前記基板に、前記被覆手段、または、前記支持手段が搭載されていると判定した場合、前記第１の画像から検出したエッジ位置に、前記差分を加算したエッジ位置を、前記基板のエッジ位置であると決定すること、
   を特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記基板が、前記基板を被覆する被覆手段、または、前記基板を支持する支持手段に搭載されているか否かを判定する判定手段と、
   前記第１の画像から検出されたエッジ位置と、前記第２の画像から検出されたエッジ位置との差分を算出する差分算出手段と、
   当該差分を保存する差分保存手段と、
   前記基板のエッジ位置を決定するエッジ位置決定手段と、をさらに備え、
   前記差分算出手段は、前記判定手段が、前記基板が前記被覆手段、または、前記支持手段に搭載されていないと判定した場合、差分を算出し、算出した差分を前記差分保存手段に保存し、
   前記エッジ位置決定手段は、前記判定手段が、前記基板が前記被覆手段、または、前記支持手段に搭載されていると判定した場合、前記エッジ位置検出手段が前記第１の画像から検出したエッジ位置に、前記差分を加算したエッジ位置を、前記基板のエッジ位置であると決定すること、
   を特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記エッジ位置決定手段は、
   前記差分があらかじめ定められた所定の値より小さい場合、前記第１の画像から検出されたエッジ位置を前記基板のエッジ位置であると決定すること、を特徴とする請求項４または５に記載の装置。
7. 前記エッジ位置検出手段は、前記被覆手段、または、前記支持手段の少なくとも一箇所のエッジ位置を検出すること、を特徴とする請求項４または５に記載の装置。
8. 前記被覆手段、または、前記支持手段は、前記基板のパターンを形成する面側の一部を覆うこと、を特徴とする請求項４〜７のいずれか一つに記載の装置。
9. 前記被覆手段、または、前記支持手段は、前記基板のパターンを形成する面側の基板端部の一部を覆うこと、を特徴とする請求項４〜８のいずれか一つに記載の装置。
10. 前記基板は、フォトマスクブランク基板、プロセス処理途中のマスク基板、または、完成したパターン付きマスク基板であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の装置。
11. 基板の裏面と照明機構の射光中心部が概ね同一面上になるように、前記基板に対し側面方向から前記基板の表裏面に概略平行な方向に光を照射する第１の照明ステップと、
    前記基板の表面の上方に設けられ、前記基板のエッジ部を含む領域に、前記基板の表面に対して概略垂直な方向に光を照射する第２の照明ステップと、
    撮像範囲内に前記基板のエッジが位置するように前記基板の裏面側から、前記基板の裏面側を撮像する撮像ステップと、
    前記第１の照明ステップで光を照射した状態で前記撮像ステップで撮像された第１の画像と、前記第２の照明ステップで光を照射した状態で前記撮像ステップで撮像された第２の画像とから、前記基板の少なくとも一箇所のエッジ位置を検出するエッジ位置検出ステップとを含むこと、
    を特徴とする位置検出方法。
12. 前記第１の画像から検出されたエッジ位置と、前記第２の画像から検出されたエッジ位置との差分を算出する差分算出ステップと、
    前記第１の画像から検出したエッジ位置に、前記差分を加算したエッジ位置を、前記基板のエッジ位置であると決定するエッジ位置決定ステップとを含むこと、
    を特徴とする請求項１１に記載の方法。

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