JPS58207630A - 一定間隔維持装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、−足間隔維持装置に係り、特に、半導体装置
の製造工程におけるホトマスクの欠陥検査装置等に付設
される自動焦点機構として使用するのに好適な一定間隔
維持装置に関する。

一般に、半導体装置の製造工程においてはウェハにパタ
ーンを焼き付ける場合等にホトマスクが使用されるが、
このホトマスクに欠陥が発生していると、欠陥がそのま
ま焼き付けられてしまうため、ホトマスクについて欠陥
検査が行なわれる。

この欠陥検査を自動的に行なうものとして、例えば第１
図に示すようなホトマスクの欠陥検査装置が考えらｊて
いる。

この装置は、ホトマスク１を位置決めして載置するＸＹ
テーブル２と、ＸＹテーブルを第１図に実線矢印で示す
ように走査的に移動させる送り装置３と、ホトマスク１
の基準点に対する位置を測定する位置センサ４と、ＸＹ
テーブル２の上方に設けら４たヘッド５と、ヘッド５に
設けられた一対の対物レンズ６と、対物レンズ６からの
各映像情報を比較して欠陥を検出する欠陥検出器７と、
この欠陥検出器７からの欠陥検出情報と前記位置センサ
４からの位置情報とによりホトマスクｌ上における欠陥
の位置を求めるマイクロプロセッサ８と、を備えている
。

第１図において、ホトマスク１が移動すると、対物レン
ズ６はホトマスク１に対し相対的に走査移動する。この
移動中、両レンズ６．６は隣接する各チップの映像情報
を欠陥検出器７にそれぞれ入力する。欠陥検出器７は入
力された両映像情報を比較し不一致点が有る場合を欠陥
と認識し、マイクロプロセッサ８に印刀ｏｆる。マイク
ロプロセッサ８はこの欠陥信号が印加された時の位置セ
ンサからの位置信号に基づき、欠陥のホトマスク１十に
おける位置をＸＹ座標に換算して求め適宜出力する。

ところで、ホトマスク１の表面は可及的に平坦に形成さ
れるが、それでも第２図１に示すように公差」の緩慢な
凹凸を有し１いる。したがって、ヘッド５がホトマスク
ｌの表面に対する距離が固定的であると、対物レンズ６
の表面に対する間隔は凹凸により変動して焦点に（るい
が発生し、映像が不鮮明ＶＣなり又し１う。

そこで、一定間隔維持装置の一例である自動焦点機構を
付設し、対物レンズ６とマスク１０表面との間隔Ｓを一
足に維持することが行なわれる。

この檜の自動焦点機構として、例えば、第１図に示すよ
うに、ヘッド５にエアマイクロメータ等からなる測距器
９を設けるとともに、この測距器９にヘッド５とホトマ
スク１の表面とを相対的に接離させる駆動装＠］１に駆
動指令信号を印加する制御器１０を接続して構成される
ものがある。

そして、測距器９でヘッド５とホトマスク】の表面との
距離を時々刻々と−１足し、当該測定結果に基づき制御
器１０および駆＠ｈ装置１］を介してヘッド５とマスク
１とを逐次的に接離させることによりヘッド５とマスク
１との間隔を一定に維持するよ５ＶＣ１，ている。

しかしながら、このような自動焦点機構にあっては、測
定と同時に間隔調整動作が逐次性なわれるように構成さ
れているため、ヘッドとマスクとの相対的平行移動速度
が早くなると、焦点合せのための前記ヘッド、マスク間
の接離制御動作がマスク表面の凹凸変動に追従し得なく
なってしまうという欠点があった。

本発明の目的は、このような欠点を解消し、ヘッドと平
面との相対的平行移動速度が早くても十分に追従するこ
とができる一足間隔維持装置を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、間隔制御器に測距
器の測定結果を記録する記録手段を設け、過去の測定結
果に基づき現在のへノドと平面とが所定の間隔を維持す
るために必要な祠整量を得るようにしたものである。

以下、図面を参照して本発明の実施例をさらに説明する
。

第３図は本発明による一足間隔維持装置の一実施例をホ
トマスクの欠陥倹査側１こおける自動焦点機構に適用し
た場合を示している。

詔３図において、ＸＹテーブル２は駆動装置１１ＶＣよ
って昇降駆動さねるように構成され、対物レンズ（［ン
１示省略）を保持したべ・ノド５に対し相対的に接離す
るようになっている。へ・ノド５には測距器の一例であ
るエアマイクロメータ１２が固定的に付設され又いる。

このエアマイクロメータ１２はエアノズルから窒素ガス
等の気体をマスク１の表面に噴出し、噴出圧力がエアノ
ズルとマスク表面とのギャップの大小で変化する現象を
利用して距離を測定する。このエアマイクロメ−ｌには
圧力変化による測定結果を電気信号に変換する変換器１
３が接続されている。

オだ、ＸＹテーブル２には位置センサ１４が設けられ、
この位置センサ１４はエアマイクロメータ１２のマスク
１土における現在の測定位置を検出するように構成され
ている。

間隔制御器１０は、前記変換器１３に接続され又１ａ１
１足値を記憶する第１．第２の測定値メモ＋１−１５ａ
、１５ｂと、前記位置センサ１４１ＣＪ−続されて位置
を記憶する第１．第２の位置メモＩＪ　−１６ａ、１６
ｂと、測定値メモリー１５ａ、１５ｂと位置メモリー１
６ａ、１６ｂとを関連させろメモ１１−コントローラ１
７と、２組のメモｌｌ−１５ａ。

１５ｂと１６ａ、１６ｂとのテークについ又編集変換処
理（後述８照）を行なうコンビエータ１８と、を備えて
いる。

次に作用を説明する。

ホトマスク１の欠陥検査においてＸＹテーブル２は第３
図に実線矢印で示すようにＸＹ方向に規則的に送り動作
を行なう。この込り動作により、対物レンズを保持した
ヘッド５はホトマスクｌの上方においてマスク表面を相
離的に走査１−ることになる。この走査中、対物レンズ
の各映像を利用した欠陥検査が実施される（詳細な説明
は省略する）。

前記へラド５の走査に伴って、ヘッド５に付設されたエ
アマイクロメータ１２もマスク表面に対し同様な走査を
行４（う。この走査中、マイクロメータ１２はホトマス
クｌとの距離を測定し、変換器１３を介して制御器１０
の第１．　＠２２測値メモｌｌ−１５ａ、　　１５　ｂ
に測定結果をインフーソトして記憶せしめる。同時に、
位置センサ１４から第１、第２位置メモｌｌ−１６ａ、
　　１６　ｂにマイクロメータ１２のマスク１に対する
位置がＸＹ座標をもってインプットされて記憶される、 本実施例において、エアマイクロメータ１２はへ・ド５
が次に走査しようとする次段走査ラインＬｎ＋１（図示
例ではり、）を走査して測定を実施するようになってい
る。例えば、へ９ド５が第１走査ラインＬ、を走査して
いる場合、マイクロメータ１２は第２走食ラインＬ、を
走査し℃測定を実施している。

そして、へｌド５は第１走査ラインＬ１　における欠陥
検査が終了すると、第２走査ラインＬ、にＸＹテーブル
２のＹ方向への送りに伴って相対的に移行し、Ｘ方向へ
の送り＋Ｃ伴って第２走査ラインＬ、を走査して欠陥検
査を実施して行（。

この第２走査ラインＬ２の凹凸変化は既にマイクロメー
タ１２によって測定されて第２測定値メモリー１５ｂに
記憶さね、かつ測定値のマスク１表面における位置は第
２位置メモＩ＋−１６ｂに記憶されている、したがっ又
、この記憶データに基づいて、へ・ド５とマスク１の表
面との間隔を一足に維持させる制御が可能である。

ここで、マイクロメータ１２の第２走査ラインＬ２につ
いての凹凸変化の測定データはへラド５の第１走査ライ
ンＬ１の走査方向に従って採取されているが、へｌド５
は第２走査ラインＬ、においては第１走査ラインＬ、の
走査方向と逆に走査して欠陥検査を行なって行く。した
がって、測定データは採取方向と逆方向に読み出し℃行
く必要がある。

ソコで、コンピュータ１８は茶２測定値メモリー１５ｂ
と第２位置メモＩ＋−１６ｂとＶＣ記憶されたデータを
記憶順序と逆に逐次読み出して行くことを行なう。これ
により、所足の駆動指令信号が制御器１０から駆動装置
１１に印加され、駆動装置］１は凹凸変化に対応してこ
れを吸収し得る方向にＸＹテーブル２を介してマスク１
を昇降させる、この昇降により、マスク１０表面とヘッ
ド５との間隔（対物レンズの焦点合せ距離に相当する）
は第２走査ラインＬ２の走査中、常に一定に維持される
。

ヘッド５の第２走査ラインＬ２についての欠陥検査中、
エアマイクロメータ１２は第３走査ラインＬ、について
の測定を実施している。この第３走査ラインＬ、につい
ての測定データは第１測足値メモｌｌ−１５ａおよび第
１位置メモｌｌ−１６ａにそれぞれ記憶される。したが
って、第２メモリー１５ｂ、１６ｂにおい’（実施され
ている記憶データの読み出し動作に伺ら支障は発生しな
い。

ここで、第３走査ラインＬ、の測定中、第２走査ライン
Ｌ！の凹凸変化に対応してマスク１の表面自体が昇降変
位しているため、エアマイクロメータ１２の測定データ
には第３走査ラインＬ、の凹凸変化の情報だけでなく昇
降変位成分も甘まれていることになる。

そこで、メモリーコントロー　ラ１８は、第１７’モＩ
＋−１５ｂ、１６ｂの前記通読み出し情報を第１メモｌ
ｌ−１５ａ、　　１６　ａへの測定データの書き込みに
関連させることにより、測定データから昇降変位成分を
除去して走査ラインＬ３の凹凸変化の情報だけを記憶さ
せて行（制御を行なう。

以後、前記動作を繰返えして、ヘッド５とマスり表面と
の間隔を一足に維持しつつ、すなわち対物レンズの焦点
合せを行ないつつ、マスクの欠陥検査が実施されていく
。

本実施例によれは、既に測ださねかつメモリーに記憶さ
れた過去の測定データを利用して現在における自動焦点
合せ動作を実施するため、欠陥検査の走査１度がいかに
早くとも自動焦点合せ動作に遅れを発生することは全く
ない。このため、マスクの欠陥検査速度を早くすること
が可能になり、検査期間の短縮化が期待でき、また、焦
点が正確に合せろハ、るため、欠陥検査速度の同士が期
待できる。

なお、前記実施例では、エアマイクロメータを使用した
場合につき説明したが、これに限らず、レーザー干渉計
等の測距器を使用してもよい。ＸＹテーブルを昇降させ
てヘッドとマスク表面との間隔を変更調整する場合に限
らす、ヘッドを昇降させてもよく、テーブルとへンドと
の両者を同時に相対的に接離動作させるようにし又もよ
い。また、マスク側が実際に平行移動する場合に限らず
、ヘッド側が実際に平行移動するように構成してもよい
。

ところで、ホトマスクの表面の凹凸はうねりのように緩
やかに連続するカーブの繰り返しであるため、突部とし
又凹凸が出現するわけではない。

したがつ１、既に測定し−Ｃ記憶した測定データに基づ
きこれから欠陥検査を行なう箇所の凹凸状態を予測゛す
ることが可能である。例え、げ、第３図において、第１
走査ラインＬ１の任意の点Ｐ、の測定データを第２走査
ラインＬｔにおいてこの点Ｐ。

に隣接する点Ｐ２の変更調整データとしてその１ま利用
することができる。なぜなら、点Ｐ、とＰ。

との凹凸状態は殆ど変わらないからである。

前記実施例では、測距器が次段走査ライン”ｌ’ｌ＋１
を測定記録していく場合につき説明したが、これに限ら
ず、例えば、次段走査ラインｎ＋２を測定記録し又いっ
そもよいし、欠陥検査中の同一走査ラインＬ。を測定記
録していってもよい。

前記実施例では、マスクの欠陥検査装Ｗｔにおける自動
焦点機構に適用１−た場合につき説明したが、あらゆる
分野の一足間隔維持装置に適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、移動速度が早く
とも十分に追従して間隔を常に一足に維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１１ｚ＋は従来例を示す斜視図、 第２図はホトマスク表面の凹凸と対物レンズとの関係を
説明するための説明図、 第３図は本発明の一実施例を示す斜視図である。 １・・・ホトマスク、２・・・ＸＹテーブル、３・・送
す装置、４・・・位置センサ、５・・・ヘッド、６・・
・対物レンズ、７・・・欠陥検出器、８・・・マイクロ
フーロセンサ、１０・・・間隔制御器、１１・・・駆動
装置、１２・・・エアマイクロメータ（測距器）、１３
・・・変換器、１４・・・位置センサ、１５ａ、１５ｂ
・・・測定値メモ＋１−１１６ａ、１６ｂ−・・位置メ
モリー、１７・・・メモＩ＋　−コントローラ、１８・
・・コンピュータ、代理人　弁理士　　薄　１）利　辛 第　　１　　図 ＼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平面に対し間隔をもって相対的に平行移動するヘッドに
   測距器を関連せしめ、この測距器にヘッドと平面とを相
   対的に接離させる駆動装置に駆動指令信号を印加する間
   隔制御器を接続してなり、前記測距器の測定結果に基つ
   き前記ヘッドを平面と相対的に接離させることにより一
   定間隔を維持した平行移動を行なわしめる一定間隔維持
   装置において、前記間隔制御器に前記測距器の測定結果
   を記録する記録手段を設けるとともに、間隔制御器は記
   録された測定結果に基づき現在のヘッドと平面との間隔
   を設定してヘッドと平面とを相対的に接離させる駆動指
   令信号を前記駆動装置に印加するように構成されたこと
   を特徴とする一定間隔維持装置。