JP3252549B2 - マスクまたはレチクル用共焦点走査方式レーザ顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マスクまたはレチク
ル上に描かれたパターンの線幅測定等に用いられる共焦
点走査方式レーザ顕微鏡に関し、試料のバンドリングを
自動化したものである。

【０００２】

【従来の技術】共焦点走査方式レーザ顕微鏡は、マスク
もしくはレチクルまたはウェハー用寸法検査装置とし
て、マスクもしくはレチクルまたはウェハー上に描れた
パターンの線幅計測や重ね合せ精度の計測を行なうのに
利用される。共焦点走査方式レーザ顕微鏡の原理図を図
２に示す。レーザ発振器１０から発射されたレーザ光１
２は、ミラー１４で反射され、レンズ１６で絞られてピ
ンホール１８に通される。ピンホール１８を通過したレ
ーザ光１２はビームスプリッタ２０を透過して対物レン
ズ２２で収束されて、試料２４（マスクもしくはレチク
ルまたはウェハー）に照射される。試料２４の表面で反
射したレーザ光は、ビームスプリッタ２０で反射され
て、ピンホール２６を通過して光電子増倍管２８で受光
および増幅される。

【０００３】寸法検査を行なうときは、レーザ光の焦点
Ｆの位置を（ａ）のようにパターン３０の下（またはパ
ターン３０の上）に合わせて固定する。そして、スキャ
ンコントローラ３２により試料２４を高周波でＸ軸方向
にスキャンさせながら、Ｘ，ＹステージでＹ軸方向にゆ
っくりと移動させる。この時、（ａ）のようにビームス
ポットがパターン３０の下を通過している時は、反射光
はすべてピンホール２６を通過し、光電子増倍管２８の
出力は高くなる。これに対し、（ｂ）のようにビームス
ポットがパターン３０上を通過している時は、反射光は
ピンホール２６の位置でフォーカスせず、大部分が遮ら
れるので、光電子増倍管２８の出力は小さくなる。した
がって、スキャンコントローラ３２によるスキャンに同
期して光電子増倍管２８の出力に応じた輝度でテレビモ
ニタ３４上に順次描いていけばパターン３０のイメージ
３６がテレビモニタ３４に写し出される。オペレータが
このイメージ３６上の任意の位置にカーソルを動かすこ
とにより、その位置のパターン幅が自動計測される。

【０００４】以上の原理を用いた従来のウェハー用共焦
点走査方式レーザ顕微鏡の具体例（ＳｉＳｃａｎ社製Ｓ
ｉＳｃａｎIIＡ）を説明する。図３はその装置構成図で
ある。このウェハー用共焦点走査方式レーザ顕微鏡４０
は、光学モジュール４２とワークステーション４４で構
成され、相互に信号ケーブル４５でつながれている。光
学モジュール４２はエアサスペンションで支持された基
台４６上にＸ，Ｙステージ４８が取付けられ、さらにそ
の上にスキャナー５０が取付けられている。試料はスキ
ャナー５０に真空吸着でチャックされて取付けられる。
スキャナー５０の上方にはフォーカス装置５２が配置さ
れ、レーザー発振器１０から発射されるレーザ光を対物
レンズ２２で収束してスキャナー５０上の試料に照射す
る。光学系ボックス９内には前記図２の光学系が収容さ
れている。また、レーザーヘッド５４に隣接してズーム
レンズ付テレビカメラ５６が下方に向けて配設され、試
料（ウェハー）のレーザー照射位置付近の画像を撮るの
に用いられる。基台４６の下には、電気回路シャーシ５
８、チャック用真空等のインジケータ６０、レーザ用電
源６２、試料をスキャナー５０上にセットしまた検査を
終了した試料をスキャナー５０から取り外すためのロボ
ットの制御装置８等が配設されている。

【０００５】一方、ワークステーション４４には、オペ
レータの操作盤６４、テレビモニタ６６、プリンター６
８、ＣＰＵを含む制御装置７０等が具えられ、光学モジ
ュール４２をすべてこのワークステーション４４から操
作できるようになっている。テレビモニタ６６にはレー
ザ顕微鏡による観測画像、テレビカメラ５６による画像
などが表示される。

【０００６】図３のウェハー用共焦点走査方式レーザ顕
微鏡４０のシステム構成を図４に示す。試料（ウェハ
ー）２４は、ウェハー・ハンドリング・ロボット７２に
よりスキャナー５０上に搬送されてチャックされてい
る。レーザ発振器１０からのレーザ光１２は前記図２に
示した光学系を介して対物レンズ２２から出射され、試
料２４に照射される。その反射光は光検出器２８（光電
子増倍管等）で受光される。

【０００７】ワークステーション４４のコンピュータ７
６はバス７７を介して各部を制御する。すなわち、ウェ
ハー・ハンドラー制御部８２はロボット７２を駆動し
て、試料２４の搬出、搬入を行なう。また、Ｘ，Ｙステ
ージモータ制御部７８は、Ｘ，Ｙステージ４８を駆動し
て、試料２４上の所望の被検査箇所をレーザ光１２のス
キャン範囲に位置決めする。また、Ｚ軸フォーカス制御
部８０は対物レンズ２２を上下方向に動かすことによ
り、試料２４上のパターンの下または上に焦点を合わせ
る。焦点が合ったら対物レンズ２２の高さをそこに固定
する。

【０００８】スキャン制御および同期回路８４はスキャ
ン制御としてスキャン用波形の読出しや同期制御を行な
うものである。ライン・スキャン波形メモリ８６はサイ
ン波等のスキャン用波形を記憶しており、スキャン制御
および同期回路８４からの指令により、記憶しているス
キャン波形を高速（例えば２ｋＨｚ）で読み出す。読み
出されたスキャン波形は、Ｄ／Ａ変換器８８でアナログ
波形に変換され、アンプ９０を介してスキャナー５０の
アクチュエータ（ボイス・コイル・モータ、圧電素子
等）をＸ軸方向に駆動し、レーザー光照射位置をスキャ
ニングする。スキャニング速度は速度フィードバックに
より規定速度に保たれている。

【０００９】前記光検出器２８の出力はアンプ９２を介
してＡ／Ｄ変換器９４でディジタル信号に変換される。
ピクセルタイミングおよび同期回路９６は、各走査で連
続して得られる光検出器２８の検出情報とＸ軸上の位置
との対応関係を取るもので、Ａ／Ｄ変換器９４から順次
出力されるデータに対し、１走査ライン上のアドレスを
与えてライン・スキャン・ピクセル・メモリ９８に取込
む。なお、ライン・スキャン歪みメモリ１００は、スキ
ャン波形の空間的な歪を補正して、正確なパターンがメ
モリ９８に取り込まれるようにするものである。

【００１０】スキャンはＸ，Ｙステージ４８のＹ軸を一
定速度でゆっくり動かしながら行なわれ、このときスキ
ャンごとにメモリ９８の内容がビデオ・ディスプレイ・
メモリ１０２に順次取り込まれていき、これによりＸ，
Ｙ平面上の所望の範囲のパターン画像がテレビモニタ上
のイメージモニタ１０４の表示領域に表示される。ま
た、テレビモニタ上のグラフィックモニタ１０６の表示
領域には、イメージモニタ１０４上においてカーソルで
指示したＹ軸位置のＸ軸方向の光検出器検出波形が表示
される。パターン幅は、イメージモニタ１０４上におい
てカーソルで指示した範囲について、ビデオ・ディスプ
レイ・メモリ１０２に記憶されているパターンのピクセ
ル数をカウントし、カーソル内のＹ軸方向各位置のカウ
ント値を平均した値を自動演算し、その結果を数値とし
てテレビ画面上に表示する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ウェハーの場合は、寸
法が決まっている（８，６，５インチ等）ため、検査対
象のウェハーを１度に複数枚マガジンラックに収納し
て、図４のようにウェハー・ハンドリング・ロボット７
２でウェハーをマガジンラックから１枚ずつ引き出して
交互にスキャナー５０にセットして、順次検査をするこ
とができ、検査の自動化が比較的容易である。

【００１２】ところが、マスクやレチクルは外形寸法
（縦、横の寸法、厚さ等）や付属部品（ペリクル等）の
有無等が様々であり、共通に扱えないため自動ハンドリ
ングが難しく、検査を自動化することができなかった。

【００１３】そこで、従来は人手によってマスクまたは
レチクルをスキャナにセットしていた。このため、人に
付着しているほこりが検査範囲内に入る問題があった。

【００１４】この発明は、従来の技術における問題点を
解決して、マスクやレチクルの自動ハンドリングを可能
にして、検査範囲内にほこりが入るのを防止したマスク
またはレチクル用共焦点走査方式レーザ顕微鏡を提供し
ようとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、マスクまた
レチクルを保持するマスクホルダーと、このマスクホル
ダーを保持して所定のプリアライメント位置に位置決め
するプリアライメント装置と、前記マスクホルダーを前
記プリアライメント装置から取り出してスキャナーにセ
ットするマスクハンドラーとを具備し、前記マスクホル
ダーは、重量を調整する調整ウエイトを備え、外周上面
に点接触で位置決めするマスクストッパを備えるととも
に、位置決めされた前記マスクまたはレチクルを吸着す
る吸着面が形成され、この吸着面の内側にマスクの中央
部が接触しない深さの凹部を備えるとともに、下面中央
部が前記スキャナへのチャック面とされ、前記マスクま
たはレチクルを取り付けた状態で重量および重心が常に
一定になるよう構成されていることを特徴とするもので
ある。

【００１６】

【作用】この発明によれば、各種寸法のマスクやレチク
ルごとにマスクホルダを用意し、かつこれらマスクホル
ダの外形寸法を統一しておくことにより、マスクの寸法
等の違いによらず取扱いを共通化することができる。そ
して、マスクまたはレチクルを保持したマスクホルダー
をプリアライメント装置に人手やロボット等によって大
ざっぱに配置すれば、プリアライメント装置が所定のプ
リアライメント装置に位置決めするので、マスクハンド
ラーはマスクやレチクルの寸法等の違いにかかわらず常
に一定の工程でマスクホルダーをプリアライメント装置
から取り出してスキャナーにセットすることができる。
また、ペリクル付きのマスクでも凹部によってペリクル
がマスクホルダーに接触しないようにでき、しかもペリ
クルの有無によっても調整ウエイトで重量を一定にで
き、重心が常に一定になるようにできる。

【００１７】したがって、人の手がスキャナーの近くに
入り込むことがなくなるので、検査範囲内にほこりが入
るのが防止される。

【００１８】

【実施例】この発明の一実施例を以下説明する。はじめ
に、その概要を図５に示す。検査対象のマスク（または
レチクル）１２２はマスクホルダー１２４に搭載された
状態で検査される。マスクホルダー１２４はマスク１２
２の外形寸法および厚さ寸法ごとに用意され、マスク１
２２を所定位置に保持する。マスクホルダー１２４の外
形寸法は統一され、マスク種類によらず共通のハンドリ
ングが行なえるようになっている。

【００１９】マスクホルダー１２４を人手またはロボッ
ト等でプリアライメント装置１２６に搬入し載置する
と、プリアライメント装置１２６がマスタホルダ１２４
を自動的に所定のプリアライメント位置に位置決めす
る。位置決めを完了すると、マスクハンドラー１２８は
一定の工程でプリアライメント装置１２６からマスクホ
ルダー１２４をすくい上げて、スキャナー５０に載置
し、検査が行なわれる。検査が終了すると、逆の工程で
マスクハンドラー１２８がスキャナー５０からマスクホ
ルダ１２４をすくい上げて、プリアライメント装置１２
６に戻す。このようにして、１枚のマスク１２２の検査
が終了する。

【００２０】図５のレーザ顕微鏡１２０の具体例（光学
モジュール部分）を図１に示す。前記図３と共通する部
分には同一の符号を付す。レーザ顕微鏡１２０は全体が
筐体１３９で覆われている。プリアライメント装置１２
６は筐体１３９の正面に面した位置に配設されており、
蓋１４６を開いてマスクホルダー１２４の搬入、搬出を
行なう。プリアライメント装置１２６の背後にはマスク
ハンドラー１２８が配置されている。また、マスクハン
ドラー１２８の回転軸１４６を中心として、プリアライ
メント装置１２６の位置から水平方向に９０°左回転さ
せた位置にスキャナー５０の基準位置が配設されてい
る。

【００２１】プリアライメント装置１２６は、マスクホ
ルダー１２４を載置する板状部１３０を有している。マ
スクホルダー１２４は人手またはロボットにより外部か
ら搬入されて、板状部１３０上に大まかに置かれる。板
状部１３０の表面にはマスクホルダー１２４を真空吸着
する吸引溝１３１が形成されている。吸引溝１３１によ
る吸引力を利用して、マスク１２２自体もマスクホルダ
ー１２４に強固に真空吸着される。

【００２２】板状部１３０は傾動軸１３２を軸として手
前（マスクホルダー搬入方向）側に傾動可能とされてい
る。板状部１３０は通常は水平状態とされているが、プ
リアライメントを行なう時は傾動して、マスクホルダー
１２４を滑らせて切立った２辺のエッジ１３３，１３４
で係止する。これで、マスクホルダー１２４の中心位置
がプリアライメント装置１２６のプリアライメント中心
位置１３５に一致し、プリアライメントされた状態とな
る。

【００２３】マスクハンドラー１２８は、上下の移動、
水平方向の回転、水平方向の伸縮の３つの駆動軸を具
え、先端のマスクハンド１３６をプリアライメント装置
１２６の板状部１３０の切欠１４０に差し込んでマスク
ホルダー１２４を真空吸着してすくい上げる。そして、
マスクホルダ１２４を真空吸着した状態でスキャナー５
０上に移送し、スキャナー５０の切欠５１（図１４参
照）にマスクハンド１３６を差し込んで、マスクホルダ
ー１２４をスキャナー５０に引き渡す。スキャナー５０
は引き渡されたマスクホルダー１２４を真空吸着により
チャックして、検査を行なう。

【００２４】なお、プリアライメント装置１２６を臨む
位置に光電式やテレビカメラ式等のマスク高さ検出器が
配置され、板状部１３０に載置されたマスクの高さを検
出する。この高さ検出により、マスクホルダとマスクと
の組合せの間違いを自動検出して、検査時における対物
レンズ２２とマスク１２２との衝突を防止する。

【００２５】図１のレーザ顕微鏡による一連の検査工程
を図６により説明する。検査を行なう時は、マスク１２
２が装着されたマスクホルダ１２４を人手またはロボッ
トによりプリアライメント装置１２６の板状部１３０に
大まかに置く。検査開始ボタンが投入されると（Ｐ
１）、プリアライメント装置１２６の板状部１３０が真
空吸引をして圧力検知し、板状部１３０上にマスクホル
ダー１２４が載置されているか否かを検知する（Ｐ２，
Ｐ３）。すなわち、圧力が所定値より低下しない場合
は、マスクホルダー１２４がセットされていないと判断
して真空吸引を停止し（Ｐ４）、検査開始指令を解除す
る（Ｐ５）。

【００２６】圧力が所定値より低下した場合はマスクホ
ルダー１２４がセットされていると判断して吸引を停止
する（Ｐ６）。そして、プリアライメント装置１２６の
板状部１３０を所定量傾動させてプリアライメントを行
なう（Ｐ７）。傾動終了後再び吸引を開始し（Ｐ８）、
板状部１３０を水平に戻す（Ｐ９）。

【００２７】次に、マスクハンドラー１２８のマスクハ
ンド１３６を板状部１３０の切欠１４０に非接触に差し
込んで、マスクハンド１３６を少し上昇させて、マスク
ハンド１３６の表面を板状部１３０の表面と同じ高さに
位置決めし（Ｐ１０）、マスクハンド１３６の吸引を開
始した後（Ｐ１１）、板状部１３０の吸引を停止する
（Ｐ１２）。そして、マスクハンド１３６を上昇させ
て、マスクホルダー１２４を板状部１３０から引き上げ
る（Ｐ１３）。

【００２８】引き上げたら、マスクハンド１３６を９０
°水平方向に左回転し、アーム１４２，１４４を伸ばし
て、マスクハンド１３６をスキャナー５０の切欠５１
（図１４）に非接触に差し込む（Ｐ１４）。なお、この
ときＸ，Ｙステージ４８は原点等の基準位置に位置決め
されている。そして、マスクハンド１３６を下降させ
て、マスクハンド１３６の表面を、スキャナー５０のチ
ャック表面と同じ高さに位置決めする（Ｐ１５）。位置
決めしたら、スキャナー５０の吸引を開始した後（Ｐ１
６）、マスクハンド１３６の吸引を停止する（Ｐ１
７）。これで、マスクホルダー１２４がスキャナー５０
にチャックされた状態となる。

【００２９】その後マスクハンド１３６をやや下降させ
て、アーム１４２，１４４を縮めて、マスクハンド１３
６をスキャナー５０の切欠５１から非接触に抜き出す
（Ｐ１８）。これで、検査が開始される（Ｐ１９）。検
査は従来装置と同様に、Ｘ，Ｙステージ４８を動かして
マスク１２２上の所望の被検査箇所を対物レンズ２２の
直下に位置決めし、スキャナー５０でマスクホルダ１２
４をＸ軸方向に高速でスキャンさせながらＹ軸ステージ
を除々に動かすことにより行なう。

【００３０】検査を終了したら（Ｐ２０）、搬入時と逆
の工程でマスクホルダー１２４をプリアライメント装置
１２６の板状部１３０まで戻す（Ｐ２１）。板状部１３
０に戻されたマスクホルダー１２４は、人手またはロボ
ットにより取出される。

【００３１】以上の一連の検査工程によれば、人または
ロボットは、マスクホルダー１２８を光学モジュールの
筐体１３９の正面に面しているプリアライメント装置１
２６に載置すればよいので筐体１３９内の奥に腕（アー
ム）を入れる必要がなく、しかもスキャナー１３９は筐
体１３９内の中央部に配置されているので、検査箇所に
ほこりが入り込むのを防止することができる。

【００３２】以上の一連の検査工程における各装置の真
空吸引期間を図７に示す。これによれば、マスクホルダ
ー１２４がプリアライメントされた後は、必ず真空吸引
期間をオーバーラップさせて順次受け渡してスキャナー
５０にチャックさせるので、マスクホルダー１２４をス
キャナー５０上に正しい位置に正しくチャックすること
ができる。

【００３３】なお、以上の検査工程は、ワークステーシ
ョン４４（図３）の制御装置７０からの指令により、光
学モジュール１２０の制御装置１５０を介して与えられ
る指令により実行される。

【００３４】次に、図１の各部の構成について説明す
る。 (1) マスクホルダー１２４ マスクホルダー１２４の一実施例を図８，図９に示す。
マスクホルダー１２４は、アルミ材を加工して作られ
る。マスクホルダー１２４は略四辺形に形成された外周
薄肉部１６０を有している。外周薄肉部１６０の下面に
は補強用にリブ１６２が形成されている。また、外周薄
肉部１６０には重量調整用に貫通孔２１０が形成されて
いる。外周薄肉部１６０の上面には、ステンレス製のマ
スクストッパー１６４やペリクルの有無により重量を調
整するためのアルミ製の調整ウェイト１６６がねじ止め
されている。

【００３５】マスクホルダー１２４の上面の外周薄肉部
１６０の内側の段上には吸着面１６８が形成され、この
面でマスクまたはレチクルの周縁部を吸着する。吸着面
１６８には吸引溝１７０，１７１，１７２が形成されて
いる。吸着面１６８の内側には凹部１７４が形成され、
マスクの中央部がマスクホルダー１２４に接触しないよ
うにされている。凹部１７４は十分深く形成され、ペリ
クル付のマスクでもペリクルがマスクホルダー１２４に
接触しないようにされている。

【００３６】マスクホルダー１２４の下面の中央部１７
６はスキャナー５０によるチャック面を構成する。した
がって、この面１７６はきわめて高い平坦度に形成され
ている。チャック面１７６の四隅付近には、表面の吸引
溝１７０，１７１の吸引孔１８０，１８２に連通する吸
引路１８４，１８６の下側吸引孔１８８が形成されてい
る。この吸引孔１８８は、プリアライメント装置１２６
およびスキャナー５０による吸引に利用される。また、
チャック面１７６の中央部には、表面の吸引溝１７２の
吸引孔１９０に連通する吸引路１９２の下側吸引孔１９
４が形成されている。この吸引孔１９４はマスクハンド
ラー１２８による吸引に利用される。吸引孔１８８また
は１９４から吸引することにより、マスク１２２がマス
クホルダー１２４に吸着され、かつマスクホルダー１２
４自身もプリアライメント装置１２６、マスクハンドラ
ー１２８、スキャナー５０等に吸着される。

【００３７】図８，９のマスクホルダー１２４にペリク
ル付マスク１２２を装着した状態を図１０に示す。マス
ク１２２は、下面周縁部付近が吸着面１６８に載置支持
されている。また、側面がマスクストッパー１６４の凸
部２００に点接触で支持されて、動かないように保持さ
れている。点接触であるため、パーティクルの発生や汚
染が防止される。ペリクル２０４は上下面に設けられて
いるが、凹部１７４が深いため、ペリクル２０４がマス
クホルダー１２４に接触することなくマスクホルダー１
２４を保持できる。なお、ペリクル２０４がある分マス
ク１２２の重量が増しているので、調整ウェイト１６６
（図８）を外すことにより所定の重量に保っている。ペ
リクル無しのマスクの場合は調整ウエイト１６６を取り
付けて所定の重量に調整する。

【００３８】なお、マスクによって厚さが異なるので、
チャック面１７６からマスク１２２の表面までの高さが
常に一定となるように、使用するマスク１２２の厚さに
応じて吸着面１６８の高さを個々に設計する。また、マ
スクホルダー１２４＋マスク１２２の重量や重心位置が
異なるとスキャナー５０で駆動したときの挙動が変化
し、検査に支障をきたす場合があるので、マスクホルダ
ー１２４とマスク１２２を合わせた重量および重心が常
に一定になるように、使用するマスク１２２の重量に応
じてマスクホルダー１２４の重量および重心位置を個々
に設計する。ただし、マスクホルダー１２４の外形寸法
（幅、長さ）は共通に取扱えるように統一されている。

【００３９】ところで、マスクホルダー１２４の製作精
度はスキャナーにかけて検査するときの検査精度に影響
するのできわめて高い精度が要求される。とりわけ、重
量、スキャナー駆動軸に対するモーメント（すなわち重
心位置）、スキャナーに接するチャック面１７６の平坦
度、厚さ精度、外形寸法精度は厳しいものとなる。これ
らの要求は具体的には例えば以下に集約される。

【００４０】（イ） 通常寸法においてＪＩＳの削り加
工寸法の普通許容差１２級を必要とし、所々重要寸法に
おいてその１／４以下の許容差を要求する。 （ロ） 平坦度１０μｍ程度を要求する。 （ハ） 重量において全体の２％以下の許容値を要求す
る。 （ニ） モーメント誤差において全体の２％以下を要求
する。

【００４１】これらの要求を満たすため、マスクホルダ
ー１２４の製作には、複雑な形状の削り加工が要求され
る。そのための製作工程の一例を図１１を参照して説明
する。

【００４２】 材料切断部分の内部応力の影響を受け
ないように、最終外形寸法に対して十分な取りしろと厚
さを持ったアルミ材を切り出す。 外周輪郭、上下面貫通孔２１０等をワイヤーカット
で仕上げ、切断部分の残留応力を小さくする。 表面および裏面について、寸法を計測しながら、削
り工程を荒引き、中引き、精細、仕上げに分け表裏交互
に切削加工し、各部（外周薄肉部１６０、吸着面１６
８、凹部１７４、チャック面１７６、リブ１６２等）を
仕上げていく。また、真空引き用の各吸引路１８４，１
８６，１９２をドリルで底面および側面から加工する。
このときできた底面および側面の不要な開口部は後に盲
栓で塞ぐ。

【００４３】 寸法精度が要求されず、スキャナー駆
動によるモーメントに与える影響の少ない部分として、
例えば外周薄肉部１６０の裏面を少しずつ削って重量調
整する。 アルマイト処理して完成する。

【００４４】(2) プリアライメント装置１２６ プリアライメント装置１２６の一実施例を図１２に示
す。プリアライメント装置１２６の板状部１３０は傾動
軸１３２に傾動可能に支持されている。板状部１３０の
下面にはエアシリンダ２２０のシリンダロッド２２２の
先端部が軸２２４に回動自在に連結されている。エアシ
リンダ２２０の下端部は軸２２６に回動自在に連結され
ている。これにより、エアシリンダ２０を伸ばすと、板
状部１３０が２点鎖線１３０′で示すように傾動する。

【００４５】板状部１３０の２辺には切立ったエッジ１
３３，１３４が形成され、傾動により板状部１３０上を
滑らせたマスクホルダー１２４をこのエッジ１３３，１
３４で係止してプリアライメントを行なう。板状部１３
０の上面には、吸引溝１３１が形成されている。吸引溝
１３１内には吸引孔２３０が形成され、この吸引孔２３
０を通して吸引が行なわれる。マスクホルダー１２４が
プリアライメントされた状態では、板状部１３０の吸引
溝１３１はマスクホルダー１２４の下面の吸引孔１８８
（図８）と連通する。したがって、吸引孔２３０から吸
引すると、マスクホルダー１２４のチャック面１７６が
板状部１３０の表面に吸着されるとともに、マスクホル
ダー１２４の吸着面１６８にマスク１２２が吸着され
る。

【００４６】(3) マスクハンドラー１２８ マスクハンドラー１２８の一実施例を図１３に示す。マ
スクハンドラー１２８は基台４６に対して昇降する昇降
部２３４と、昇降部２３４の上端部に水平方向に回動可
能に取り付けられたアーム１４２と、アーム１４２の先
端部に水平方向に回動可能に取り付けられたアーム１４
４と、アーム１４４の先端に水平方向に回動可能に取り
付けられたマスクハンド１３６とで構成され、昇降、水
平方向の回転、水平方向の伸縮の３軸を構成している。
昇降は昇降部２３４で行なわれ、水平方向の回転および
伸縮はアーム１４２，１４４の回転で行なわれる。昇降
部２３４は、ステッピングモータ２３６の駆動力をベル
ト２３８を介してボールネジ２３８に伝達し、このボー
ルネジ２３８に装着され昇降部２３４に連結されたボー
ルネジホルダー２３９を上下駆動することにより昇降さ
れる。水平方向の回転は、アーム１４２を回転させるこ
とにより行なう。伸縮はアーム１４２，１４４、マスク
ハンド１３６を相互に同期して回転させることにより行
なう。伸縮では、マスクハンド１３６は角度を変えず
に、その長手方向に移動する。アーム１４２，１４４、
マスクハンド１３６の駆動もステッピングモータにより
行なわれ、マスクハンド１３６の先端位置を高精度に位
置決めすることができる。

【００４７】マスクハンド１３６の先端部には凹部２４
０が形成され、凹部２４０内に吸引孔２４２が形成され
ている。マスクハンド１３６にマスクホルダー１２４を
載置した状態では、凹部２４０はマスクホルダー１２４
の裏面の吸引孔１９４（図８）に連通し、吸引孔２４２
から吸引することにより、マスク１２２がマスクホルダ
ー１２４に吸着され、マスクホルダー１２４がマスクハ
ンド１３６に吸着される。

【００４８】(4) スキャナー５０ スキャナー５０の一実施例を図１４に示す。スキャナー
５０はベースプレート２６０がＸ，Ｙステージ４８（図
１）上に取り付けられる。ベースプレート２６０上には
板ばね２６２，２６４の一端部が水平に固定され、板ば
ね２６２，２６４の先端部にチャック部材２６６がＸ軸
方向に振動可能にベースプレート２６０から浮いた状態
に支持されている。

【００４９】チャック部材２６６の上面はチャック面２
６９を構成し、高い平坦度に形成されている。チャック
面２６９には吸引溝２７２が形成され吸引孔２７４から
吸引が行なわれる。マスクホルダー１２４を載置する
と、チャック面２６９がマスクホルダー１２４の下面の
チャック面１７６に密着し、吸引溝２７２がマスクホル
ダー１２４の下面の吸引孔１８８に連通する。これによ
り、吸引孔２７４から吸引するとマスク１２２がマスク
ホルダー１２４に吸着され、マスクホルダー１２４がチ
ャック部材２６６に吸着される。したがって、スキャニ
ング動作してもチャック部材２６６に対してマスクホル
ダー１２４がずれたり、マスク１２２がずれたりするこ
とがない。

【００５０】チャック部材２６６の左側にはボイスコイ
ルモータ２６８が取り付けられ、これに駆動信号を供給
することにより、チャック部材２６６はＸ軸方向に振動
してスキャニングが行なわれる。このとき、チャック部
材２６６とマスクホルダー１２４およびマスク１２２を
合わせた全体の重量は常に一定であり、またこれら全体
の重心位置はスキャナー駆動軸２７０に一致するように
チャック部材２６６が設計されているので、モーメント
が小さく、チャック部材２６６の振動はＸ軸方向のみの
モードになり、上下方向の振動がなくなり（上下方向の
振動があるとフォーカスが合わなくなる）好条件で観測
を行なうことができる。チャック部材２６６の右側には
コイル式の速度センサが取り付けられており、スキャニ
ング速度のフィードバック制御に用いられる。

【００５１】ベースプレート２６０の下面にはカウンタ
ーバランススキャナー２８０が取り付けられている。カ
ウンターバランススキャナー２８０はスキャナー５０の
駆動と逆方向の振動をさせることにより、系全体の振動
を小さくするものである。

【００５２】カウンターバランススキャナー２８０は、
カウンターバランス２８２を左右の板ばね２８４，２８
６で振動可能に支持し、左側のボイスコイルモータ２８
８でスキャナー２８０と逆方向に駆動する。この時右側
の速度センサー２９０で速度を検出し、速度フィードバ
ックに用いる。カウンターバランス２８２の重量は、チ
ャック部材２６６とマスクホルダー１２４およびマスク
１２２を合わせた重量と等しく設定する。

【００５３】スキャナー５０の駆動装置の一実施例を図
１５に示す。波形メモリ８６から読み出されるサイン波
形等の情報はＤ／Ａ変換器８８でアナログ信号に変換さ
れて、アンプ９０を介してスキャナー５０を駆動する。
このとき、速度フィードバックによりスキャン速度は規
定速度に保たれている。また、駆動信号はアンプ９０′
を介してカウンターバランススキャナー２８０を逆方向
に振動させる。このときの速度も速度フィードバックに
より規定速度に保たれている。このようにして系全体の
振動を近く抑えてスキャングが行なわれる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、各種寸法のマスクやレチクルごとにマスクホルダを
用意し、かつこれらマスクホルダの外形寸法を統一して
おくことにより、マスクの寸法等の違いによらず取扱い
を共通化することができる。そして、マスクまたはレチ
クルを保持したマスクホルダーをプリアライメント装置
に人手やロボット等によって大ざっぱに配置すれば、プ
リアライメント装置が所定のプリアライメント装置に位
置決めするので、マスクハンドラーはマスクやレチクル
の寸法等の違いにかかわらず常に一定の工程でマスクホ
ルダーをプリアライメント装置から取り出してスキャナ
ーにセットすることができる。また、ペリクル付きのマ
スクでも凹部によってペリクルがマスクホルダーに接触
しないようにでき、しかもペリクルの有無によって調整
ウエイトで重量を一定にでき、重心を常に一定すること
ができる。

【００５５】したがって、人の手がスキャナーの近くに
入り込むことができなくなるので、検査範囲内にほこり
が入るのが防止される。

【００５６】また、マスクホルダーの保持を真空吸着で
行ない、マスクホルダーを受け渡す際に真空吸引をオー
バーラップさせて行なうことにより搬送時のマスクホル
ダーのずれを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図である。

【図２】共焦点走査方式レーザ顕微鏡の原理図である。

【図３】従来の共焦点走査方式レーザ顕微鏡の装置構成
図である。

【図４】図３の共焦点走査方式レーザ顕微鏡４０のシス
テム構成を示すブロック図である。

【図５】この発明の概要を示すブロック図である。

【図６】図１の装置による一連の検査工程を示すフロー
チャートである。

【図７】図６の検査工程における各装置の真空吸引期間
を示すタイムチャートである。

【図８】マスクホルダーの一実施例を示す図である。

【図９】図８のマスクホルダーの矢視図、断面図であ
る。

【図１０】図８のマスクホルダーにマスクを装着した状
態を示す図である。

【図１１】図８のマスクホルダーの製造工程を示す図で
ある。

【図１２】プリアライメント装置の一実施例を示す図で
ある。

【図１３】マスクハンドラーの一実施例を示す図であ
る。

【図１４】スキャナーの一実施例を示す図である。

【図１５】図１４のスキャナーの駆動装置のブロック図
である。

【符号の説明】

５０ スキャナー １２０ マスクまたはレチクル用共焦点方式レーザ顕微
鏡 １２２ マスクまたはレチクル １２４ マスクホルダー １２６ プリアライメント装置 １２８ マスクハンドラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/66 H01S 3/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マスクまたはレチクルを保持するマスクホ
   ルダーと、 このマスクホルダーを保持して所定のプリアライメント
   位置に位置決めするプリアライメント装置と、 前記マスクホルダーを前記プリアライメント装置から取
   り出してスキャナーにセットするマスクハンドラーと、
   を具備し、 前記マスクホルダーは、重量を調整する調整ウエイトを
   備え、外周上面に点接触で位置決めするマスクストッパ
   を備えるとともに、位置決めされた前記マスクまたはレ
   チクルを吸着する吸着面が形成され、この吸着面の内側
   にマスクの中央部が接触しない深さの凹部を備えるとと
   もに、下面中央部が前記スキャナへのチャック面とさ
   れ、前記マスクまたはレチクルを取り付けた状態で重量
   および重心が常に一定になるよう構成されていることを
   特徴とするマスクまたはレチクル用共焦点走査方式レー
   ザ顕微鏡。
2. 【請求項２】前記プリアライメント装置、マスクハンド
   ラー、スキャナーが前記マスクホルダーを真空吸引によ
   り保持し、かつ当該マスクホルダーを当該プリアライメ
   ント装置から当該マスクハンドラーを介して当該スキャ
   ナーに受け渡す際に、真空吸引期間を相互にオーバーラ
   ップさせて受け渡すことを特徴とする請求項１に記載の
   マスクまたはレチクル用共焦点走査方式レーザ顕微鏡。