JPH09210645A - Ｘｙステージ及び平板状の被検査物の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型の平板上の被検査物の表面上に形成され
た微細なパターンを、透過光を用いて検査する際の使用
に適したＸＹステージの構造を提供する。 【解決手段】 本発明のＸＹステージは、定盤１、定盤
１の上をＹ軸方向に移動可能なＹステージ３、及びＹス
テージの上をＸ軸方向に移動可能なＸステージ４を備
え、平板状の被検査物５０の表面側及び裏面側に配置さ
れた一対の検査機器８、９を用いて、被検査物５０の表
面に形成されたパターンを検査するＸＹステージにおい
て、Ｘステージ４は、矩形の枠状５ａ、５ｂ、６、７に
構成され、被検査物５０をその周辺部で保持する機能を
備え、Ｙステージ３は、その中央付近にＹ軸と平行にス
リット状の開口部１０が形成されるとともに、その上表
面に多数の空気噴出孔１２を備え、空気噴出孔１２から
圧縮空気を吹出させて、被検査物５０をＹステージ３の
上に浮上させることが可能なことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面に平面パター
ンが形成された平板状の被検査物の検査において使用さ
れるＸＹステージ、及びそれを用いた平板状の被検査物
の検査方法に係る。特に、液晶マスクの様な、一辺が３
００〜１０００ｍｍ程度、厚さが２．３〜１０ｍｍ程度
のガラス基板上に、微細な回路パターンが金属薄膜によ
って形成された被検査物を、透過光を用いて検査する
際、自重による撓みを伴わずに当該ガラス基板を保持す
ることが可能なＸＹステージの構造、及びそのＸＹステ
ージを用いた平板状の被検査物の検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述の様なガラス基板上に形成された微
細な平面パターンを検査する場合、ガラス基板の表面側
（または裏面側）に光学的な検出器を配置するととも
に、その反対側に当たる裏面側（または表面側）に光源
を配置して検査を行っている。ガラス基板の裏面側を光
源に対して露出させるため、従来のＸＹステージでは、
矩形のガラス基板の縁部を、互いに対向する二辺に沿っ
た１０ｍｍ幅程度の部分で支持していた。

【０００３】ガラス基板のサイズが、例えば、平面寸法
８３０ｍｍ×８３０ｍｍ、厚さ６ｍｍの様になると、互
いに対向する二辺で支持した場合、ガラス基板自身の自
重による撓みが大きくなる。この撓みによってガラス基
板上の平面パターンが変形するので、検査データに影響
が現れる。従来は、この撓み量を計算して、検査データ
の補正を行っていたが、その補正誤差分が、検査精度を
向上させる上での障害となっていた。更に、一辺の長さ
に比較して厚さが極端に薄いものは、その撓み量が大き
過ぎて支持することができないと言う問題もあった。

【０００４】また、上述の様なガラス基板の撓みの問題
を解消するために、ガラス基板を大版の透明な台（ガラ
ス台、クオーツ台等）上に載せて検査する試みも行われ
ている。しかし、その様な台は、台自身の撓み量を小さ
くするため、相当大きな厚さが必要となる結果（例えば
３０ｍｍ程度）、透明度の確保が容易ではなく、また、
平面精度の確保、異物あるいは気泡等の混入の防止等に
ついても容易ではない。更に、ガラス基板と台との間に
異物が入り込むと、両者の接触面を瑕付けると言う問題
もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
問題に鑑みてなされたもので、表面に平面パターンが形
成された平板状の被検査物の裏面側を検査機器に対して
露出させて保持することが可能であり、且つ、被検査物
の自重による撓みを伴わずに被検査物を検査することが
可能なＸＹステージの構造、及びそのＸＹステージを用
いた平板状の被検査物の検査方法を提供することを目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のＸＹステージ
は、定盤、定盤の上をＹ軸方向に移動可能なＹステー
ジ、及びＹステージの上をＸ軸方向に移動可能なＸステ
ージを備え、平板状の被検査物の表面側及び裏面側に配
置された一対の検査機器を用いて、被検査物の表面に形
成されたパターンを検査するＸＹステージにおいて、前
記Ｘステージは、矩形の枠状に構成され、被検査物をそ
の周辺部で保持する機能を備え、前記Ｙステージは、そ
の中央付近にＹ軸と平行にスリット状の開口部が形成さ
れるとともに、その上表面に加圧気体噴出孔を備え、前
記加圧気体噴出孔から加圧気体を吹出させて、被検査物
をＹステージの上に浮上させる機能を備えることを特徴
とする。

【０００７】Ｘステージを矩形の枠状に構成して、被検
査物をその周辺部で保持するとともに、Ｙステージの中
央付近にＹ軸と平行にスリット状の開口部を形成したの
で、このスリット状の開口部を介して、被検査物の裏面
側を検査機器に対して露出させて、被検査物を保持する
ことが可能である。

【０００８】Ｙステージの上表面に多数の加圧気体噴出
孔を形成し、被検査物を加圧気体の圧力によってＹステ
ージの上に浮上させることが可能なので、被検査物の裏
面をＹステージの表面に接触させることなく、被検査物
を保持したＸステージをＸ軸方向に移動させることがで
きる。従って、Ｘ軸方向の移動の際に被検査物の裏面を
瑕付ける恐れがない。

【０００９】上記のＸステージ及びＹステージの構造に
よって、被検査物をＹステージの上に降ろした状態で検
査を行うことができるので、検査の際、被検査物に撓み
が発生せず、被検査物の平面精度を維持することができ
る。

【００１０】なお、前記定盤の、Ｙステージの前記開口
部の下方部分に、前記検査機器の一方を配置するための
開口部を形成することによって、該検査機器の一方とＹ
ステージとの間隔を縮めることができる。

【００１１】また、前記Ｙステージの移動も、加圧気体
の圧力によって浮上させて行ってもよい。この場合に
は、Ｙステージの下表面に多数の第二加圧気体噴出孔を
設けるとともに、ＹステージをＹ軸方向にガイドするエ
アベアリングを配置する。

【００１２】また、前記ＸステージのＸ軸に平行な枠の
部分は、前記ＹステージのＸ軸に平行な端面に沿って走
行する一対のエアスライダで構成し、前記Ｘステージの
Ｙ軸に平行な枠の部分の少なくとも一方は、前記一対の
エアスライダに沿ってＸ軸方向に移動可能にすることに
よって、各種平面寸法（幅）の被検査物を、共通のＸス
テージを用いて保持することが可能になる。

【００１３】また、例えば、前記ＸステージのＹ軸に平
行な枠の部分の構造を、前記一対のエアスライダを互い
に結合する梁部と、梁部に沿って配置され被検査物の端
部を保持する保持部と、梁部と保持部とを互いに接続す
る板バネ部とによって構成することにより、梁部に対す
る被検査物のＺ軸方向の相対移動を可能にすることがで
きる。

【００１４】上記のＸＹステージを用いて行う平板状の
被検査物の検査は、被検査物をＹステージの上に浮上さ
せて、被検査物を保持したＸステージをＸ軸方向に、所
定の距離、移動させる工程と、被検査物をＹステージの
上に降ろして、Ｙステージを連続的にＹ軸方向に移動さ
せながら被検査物の検査を行う工程と、を交互に繰り返
すことが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１及び図２に本発明に基づくＸ
Ｙステージの実施の形態の一例を示す。図１は平面図、
図２は図１のＡ−Ａ部断面図である。図１の平面図の左
右方向にＸ軸が、上下方向にＹ軸が、紙面に対して垂直
方向にＺ軸が設定されている、また、図２の断面図の左
右方向にＸ軸が、上下方向にＺ軸が設定されている。図
中、５０は被検査物、１は定盤、２ａ、２ｂはＹステー
ジ用エアベアリング、３はＹステージ、４はＸステー
ジ、５ａ、５ｂはＸステージ用エアスライダ、６は固定
フレーム、７は可変フレーム、１０はスリット状の開口
部、１１は開口部、１２、１３、１４は空気噴出孔（加
圧気体噴出孔）、１６は駆動棒、１７はピンチローラ、
１９はモータ、２０は送りネジ、２１は梁部、２２は板
バネ、２３は保持部を表す。

【００１６】定盤１の上の中央部には、Ｙステージ３が
配置されている。Ｙステージ３のＹ軸に平行な一辺（図
１では右辺）に沿ってＹステージ用エアベアリング２ａ
が配置され、その対辺（図１では左辺）に沿ってＹステ
ージ用エアベアリング２ｂが配置されている。Ｙステー
ジ用エアベアリング２ａ及び２ｂの、それぞれ、Ｙステ
ージ３の左右の端面に対向する面には、エアベアリング
用の空気噴出孔１４が形成されている。また、Ｙステー
ジ３の下表面側には、定盤１の上にＹステージ３を浮上
させるために、多数の空気噴出孔１３（第二空気噴出
孔）が形成されている。また、Ｙステージ３の上表面に
は、Ｙステージ３の上に被検査物５０を浮上させるため
に、多数の空気噴出孔１２が形成されている。なお、被
検査物５０の面積及び重量に応じて、空気噴出孔１２か
ら吹出される空気の圧力を調整することができる。

【００１７】Ｙステージ３のＸ軸に平行な一辺（図１で
は上辺側）には、Ｙステージ３をＹ軸方向に移動させる
駆動棒１６が接続されている。なお、この駆動棒１６は
ピンチローラ１７によってＹ軸方向に駆動される。一
方、Ｙステージ３のＸ軸に平行な他の一辺（図１では下
辺側）には、後述のＸステージ４をＸ軸方向に移動させ
る送りネジ２０が、Ｘ軸と平行に配置されるとともに、
送りネジ２０を駆動するモータ１９が取付けられてい
る。

【００１８】Ｙステージ３の上には、Ｘステージ４が配
置されている。Ｘステージ４は枠状の構造で、Ｘ軸に平
行な一辺（図１では上辺側）はＸステージ用エアスライ
ダ５ａにより、その対辺（図１では下辺側）はＸステー
ジ用エアスライダ５ｂにより、Ｙ軸に平行な一辺（図１
では右辺側）は固定フレーム６により、その対辺（図１
では左辺側）は可変フレーム７により、それぞれ構成さ
れていて、枠状の構造の内部は、大きな開口部を形成し
ている。なお、エアスライダとは、極く僅かな隙間を介
して近接させた２面間に圧縮空気を噴出させて、非接触
にて相対移動する移動体であり、移動体側にガイド構
造、即ち、エアベアリングを備えたことを特徴としてい
る。

【００１９】Ｘステージ用エアスライダ５ａは、Ｙステ
ージ３のＸ軸に平行な一辺に沿って走行可能であり、同
様に、Ｘステージ用エアスライダ５ｂは、その対辺に沿
って走行可能である。Ｘステージ用エアスライダ５ａ及
び５ｂは、Ｙ軸に平行な固定フレーム６及び可変フレー
ム７によって、互いに接続されている。

【００２０】この内、固定フレーム６はＸステージ用エ
アスライダ５ａ及び５ｂの端部に固定されているが、可
変フレーム７はＸステージ用エアスライダ５ａ及び５ｂ
に沿って、Ｘ軸方向に移動可能に取付けられている。平
板状の被検査物５０は、後述の様に、固定フレーム６と
可変フレーム７との間にセットされる。可変フレーム７
をＸ軸方向に移動することによって、被検査物５０の幅
に合わせて、固定フレーム６と可変フレーム７との間隔
を調整することができる。

【００２１】また、下辺側のＸステージ用エアスライダ
５ｂにはネジ部材３０が取り付けられ、このネジ部材３
０は、前記の送りネジ２０と嵌合している。図３に、図
２の断面図中の固定フレーム６の部分の拡大断面図を示
す。固定フレーム６は、Ｙ軸方向に伸びる梁部２１、板
バネ２２、保持部２３から構成されている。梁部２１の
両端部は、それぞれ、Ｘステージ用エアスライダ５ａ及
び５ｂに接続されている。保持部２３は梁部２１に隣接
して、梁部２１と平行に配置され、梁部２１の上面と保
持部２３の上面とは板バネ２２で互いに接続されてい
る。これにより、保持部２３は梁部２１に対して、Ｚ軸
方向（図３の上下方向）に僅かな距離だけ相対移動する
ことができる。保持部２３の下面に沿って吸着溝２４が
形成されていて、この吸着溝２４には真空排気ダクト
（図示せず）が接続されている。なお、可変フレーム７
も、固定フレーム６と同様な断面構造を有している。上
記の吸着溝２４で、平板状の被検査物５０のＹ軸に平行
な両端部（図では左右の端部）の表面を吸着することに
よって、固定フレーム６と可変フレーム７の間に被検査
物５０がセットされる。従って、被検査物５０は梁部２
１に対して、Ｚ軸方向（図３の上下方向）に僅かな距離
だけ相対移動することができる、即ち、Ｙステージの上
に浮上させることが可能である。

【００２２】図２の断面図に示す様に、定盤１の中央部
には開口部１１が形成されている。この開口部１１の中
には検査用の照明レンズ９が配置されている。また、定
盤１の開口部１１の上方（Ｚ軸方向について上方）に該
当するＹステージの中央部には、Ｙ軸方向に沿ってスリ
ット状の開口部１０が設けられている。定盤１の中央部
の上方（Ｚ軸方向について上方）の、照明レンズ９に対
向する位置には検査用の対物レンズ８が配置されてい
る。

【００２３】次に、上記のＸＹステージの駆動方法につ
いて説明する。Ｙステージ３をＹ軸方向に移動させる際
には、先ず、空気噴出孔１３から圧縮空気を吹出させ
て、Ｙステージ３を定盤１から浮上させるとともに、空
気噴出孔１４からも圧縮空気を吹出させて、Ｙステージ
３の左右端面を、Ｙステージ用エアベアリング２ａ、２
ｂでスライド移動可能にガイドする。次いで、ピンチロ
ーラ１７を用いて、駆動棒１６をＹ軸方向に駆動して、
Ｙステージ３をＹ軸方向に移動させる。

【００２４】一方、被検査物５０をＸ軸方向に移動させ
る際には、先ず、空気噴出孔１２から圧縮空気を吹出さ
せて、被検査物５０をＹステージ３から浮上させる。こ
のとき、被検査物５０のＹ軸に平行な両端部は、前述の
様に、Ｚ軸方向の相対移動が可能な状態でＸステージ４
に保持されている。次いで、モータ１９を用いて送りネ
ジ２０を駆動して、Ｘステージ４をＸ軸方向に駆動し、
被検査物５０をＸ軸方向に移動させる。

【００２５】次に、上記のＸＹステージを使用した、被
検査物５０の検査の方法について説明する。被検査物５
０をＹステージ３上に載せた（降ろした）状態で、Ｙス
テージ３を浮上させてＹ方向に連続的に移動させなが
ら、開口部１１及びスリット状の開口部１０を介して、
照明レンズ９からの光を被検査物５０の下表面に照射し
て、被検査物５０の上方に配置された対物レンズ８に透
過光を入射させて、被検査物５０の検査を行う。これに
よって、被検査物５０のＹ軸に沿った１ライン分の範囲
の検査が行われる。

【００２６】次に、被検査物５０をＹステージ３から浮
上させて、Ｘステージ４を用いてＸ軸方向に所定の距
離、即ち、１ライン分の幅だけステップ移動させた後、
再び、被検査物５０をＹステージ３の上に降ろして、前
回と同様に、Ｙ軸に沿った次の１ライン分の範囲の検査
を行う。この様に、被検査物５０を、Ｘ軸方向にステッ
プ状に徐々に移動させながら、Ｙ軸に沿った１ライン分
の範囲の検査を繰り返すことによって、最終的に、被検
査物５０の全面の検査を終了させることができる。

【００２７】なお、上記の例においては、被検査物５０
を浮上させるために圧縮空気を使用しているが、ＸＹス
テージが使用される装置あるいは被検査物によっては、
窒素ガスその他の不活性なガスを使用することもでき
る。

【００２８】

【発明の効果】上記の様な構造を備えた結果、本発明に
よるＸＹステージは、下記の様な特徴を備えている、 ａ．被検査物の裏面側を検査機器に対して露出させて、
被検査物を保持することが可能である、 ｂ．被検査物を保持したＸステージをＸ軸方向に移動さ
せる際、被検査物をＹステージの上に浮上させることが
できるので、被検査物の裏面はＹステージの表面に接触
せず、従って、被検査物の裏面を瑕付ける恐れがない、 ｃ．被検査物をＹステージの上に降ろした状態で検査を
行うことができるので、検査の際、被検査物に撓みが発
生せず、被検査物の平面精度を維持することができる。

【００２９】従って、本発明によるＸＹステージは、特
に、大型の平板上の被検査物の表面上に形成された微細
なパターンを、透過光を用いて検査する際に優れた機能
を有している。

【００３０】また、本発明による上記ＸＹステージを用
いた平板状の被検査物の検査方法によれば、被検査物を
瑕付けることなく、スリット状の開口部の長さには制約
を受けるが、幅方向には制約を受けずに、大型の被検査
物の検査を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくＸＹステージの実施の形態の一
例を示す平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ部断面図。

【図３】図２の断面図中の固定フレームの部分の拡大断
面図。

【符号の説明】

５０・・・被検査物、１・・・定盤、２ａ、２ｂ・・・
Ｙステージ用エアベアリング、３・・・Ｙステージ、４
・・・Ｘステージ、５ａ、５ｂ・・・Ｘステージ用エア
スライダ、６・・・固定フレーム、７・・・可変フレー
ム、８・・・対物レンズ、９・・・照明レンズ、１０・
・・スリット状の開口部、１１・・・開口部、１２、１
３、１４・・・空気噴出孔、１６・・・駆動棒、１７・
・・ピンチローラ、１９・・・モータ、２０・・・送り
ネジ、２１・・・梁部、２２・・・板バネ、２３・・・
保持部、２４・・・吸着溝、３０・・・ネジ部材。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定盤、定盤の上をＹ軸方向に移動可能な
   Ｙステージ、及びＹステージの上をＸ軸方向に移動可能
   なＸステージを備え、平板状の被検査物の表面側及び裏
   面側に配置された一対の検査機器を用いて、被検査物の
   表面に形成されたパターンを検査するＸＹステージにお
   いて、 前記Ｘステージは、矩形の枠状に構成され、被検査物を
   その周辺部で保持する機能を備え、 前記Ｙステージは、その中央付近にＹ軸と平行にスリッ
   ト状の開口部が形成されるとともに、その上表面に加圧
   気体噴出孔を備え、 前記加圧気体噴出孔から加圧気体を吹出させて、被検査
   物をＹステージの上に浮上させる機能を備えることを特
   徴とするＸＹステージ。
2. 【請求項２】 前記加圧気体噴出孔から加圧気体を吹出
   させて、被検査物をＹステージの上に浮上させた状態
   で、被検査物を保持したＸステージをＸ軸方向に移動さ
   せる機能を備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ
   Ｙステージ。
3. 【請求項３】 前記定盤は、Ｙステージの前記開口部の
   下方部分に、前記検査機器の一方を配置するための開口
   部が形成されていることを特徴とする請求項１または２
   のいずれかに記載のＸＹステージ。
4. 【請求項４】 前記Ｙステージは、その下表面に第二加
   圧気体噴出孔を備えるとともに、ＹステージをＹ軸方向
   にガイドするエアベアリングが配置されていることを特
   徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載のＸＹ
   ステージ。
5. 【請求項５】 前記ＸステージのＸ軸に平行な枠の部分
   は、ＹステージのＸ軸に平行な端面に沿って走行可能な
   一対のエアスライダで構成され、ＸステージのＹ軸に平
   行な枠の部分の少なくとも一方は、前記一対のエアスラ
   イダに沿ってＸ軸方向に移動できる様に構成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記
   載のＸＹステージ。
6. 【請求項６】 前記ＸステージのＹ軸に平行な枠の部分
   は、前記一対のエアスライダを互いに結合する梁部と、
   梁部に沿って配置され被検査物の端部を保持する保持部
   と、梁部と保持部とを互い接続する板バネ部とにより構
   成され、被検査物は当該梁部に対してＺ軸方向の相対移
   動が可能なことを特徴とする請求項１ないし５のいずれ
   か１つに記載のＸＹステージ。
7. 【請求項７】 被検査物の面積及び重量に応じて、前記
   加圧気体噴出孔から吹出させる加圧気体の圧力を調整す
   る機能を備えることを特徴とする請求項１、２または４
   のいずれかに記載のＸＹステージ。
8. 【請求項８】 Ｘステージ及びＹステージを備えたＸＹ
   ステージを使用して、平板状の被検査物の表面に形成さ
   れたパターンを検査する方法において、 被検査物をＹステージの上に加圧気体によって浮上させ
   て、被検査物を保持したＸステージをＸ軸方向に、所定
   の距離、移動させる工程と、 被検査物をＹステージの上に降ろして、Ｙステージを連
   続的にＹ軸方向に移動させながら被検査物の検査を行う
   工程と、 を交互に繰り返すことを特徴とする平板状の被検査物の
   検査方法。