KR100809648B1

KR100809648B1 - 기판유지구, 기판처리장치, 기판검사장치 및 이들의사용방법

Info

Publication number: KR100809648B1
Application number: KR1020040034012A
Authority: KR
Inventors: 류 오오다구로
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2008-03-05
Also published as: KR20040098586A; JP2004342771A; TWI242634B; CN1551327A; TW200506315A; CN100378944C; JP4268447B2

Abstract

기판 자신이 가지는 평탄도를 유지한 상태에서 상기 기판을 유지할 수 있고, 정밀하게 측정이나 처리, 검사 등을 행할 수 있도록 하는 기판유지구, 기판처리장치, 기판검사장치 및 이들의 사용방법의 제공을 목적으로 한다. 기판을 플레이트면상에 안정적으로 유지시키는 기판유지구로서, 기판 S의 하면과 상기 플레이트면 (11a)과의 사이에 개재하고, 기판 S를 부상시키기 위한 유체층을 형성하는 유체층 형성수단(11b,11d)과, 상기 유체층으로 기판 S을 안정적으로 유지시키고, 또한 상기 유체층으로 부상시킨 상기 기판 S의 적어도 하면 또는 측면에 당접하여 상기 기판을 상기 플레이트면(11a)상의 소정 위치에 위치결정하기 위한 위치결정 수단(13)을 가진다.

기판유지구, 기판처리장치, 기판검사장치

Description

기판유지구, 기판처리장치, 기판검사장치 및 이들의 사용방법{SUBSTRATE HOLDING TOOL, SUBSTRATE TREATING APPARATUS, SUBSTRATE TESTING APPARATUS, AND METHOD FOR USING THESE}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판유지구의 구성을 설명하는 일부 파단 사시도.

도 2는 플레이트면과 기판과의 사이에 유체층이 형성된 상태를 나타낸 기판유지구의 단면도.

도 3은 제 1 실시예에 따른 위치결정 수단의 구성 및 작용을 설명하는 확대도.

도 4는 위치결정 수단의 배치형태를 설명하는 평면도.

도 5는 다른 위치결정 수단을 이용한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판유지구의 설명도로서 그 평면도.

도 6은 다른 위치결정 수단을 이용한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판유지구의 설명도로서 기판유지 순서를 설명하는 단면도.

도 7은 기판검사장치의 일예를 나타낸 개략도.

[부호의 설명]

1,2 기판유지구

11,21 스테이지

11a,21a 플레이트면

11b,21b 에어 취출공

11c 오목부

11d,21d 에어실

12,22 가이드 프레임

13,23 위치결정 수단

14 당접부재

15 판스프링(탄성체)

24 구동체

25 당접부재

본 발명은 기판을 플레이트면상에 안정적으로 유지시키는 기판유지구, 기판처리장치, 기판검사장치 및 이들의 사용방법에 관한 것이다.

기판유지구에 기판을 유지시킨 상태에서, 기판의 측정이나 처리, 검사 등을 행하는 것이, 예를 들어 반도체 제조분야에서 일반적으로 채용되고 있다.

그리고, 이 반도체 제조분야에서, 예를 들면, 포토마스크, 레티클 등의 기판의 표면에 형성된 패턴을 정밀하게 측정, 처리, 검사 등을 할 때에는 상기 기판유 지구에 유지된 기판이 휘지 않고 평탄한 것이 요구된다.

그러나, 기판의 주연 부분이나 측면 부분을 지지하는 방법이나, 기판의 표면, 이면을 세 점에서 지지하는 방법에 의한 종래의 기판유지구에서는 자체 무게 등에 의해 기판에 휘어짐이 생겨 정밀한 측정이 어려워지는 문제가 있었다.

그 때문에, 종래부터 이러한 기판의 휘어짐을 억제하고, 휘어짐을 보정하여 가능한한 측정 등을 고정밀도로 행할 수 있도록 한 기술이 다양하게 제안되고 있다 (예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조).

[특허문헌 1]

특개평 9-61111호 공보

[특허문헌 2]

특개평 6-20904호 공보

특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 기판을 재치하기 위한 틀형의 XY 스테이지를 가지고, 이 XY 스테이지에 재치된 기판을 검출광학계로 이루어진 검출계로 기판의 표면에 형성된 패턴을 검출하도록 하고 있다. 이 경우, 틀형의 XY 스테이지에 기판을 재치하면, 기판의 중앙부분이 XY 스테이지의 중앙부분에서 함몰되어 만곡형으로 휘어지기 때문에, 상기 검출계를 XY 스테이지의 하방에 배치하고 레티클의 패턴면을 하방으로 향하여 레티클이 노광장치에 재치되는 것과 동일한 상태로 레티클의 패턴좌표를 측정하도록 하여 휘어짐의 영향을 제거한다.

특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 특히 기판내의 온도분포의 불균일에 의한 기판의 휘어짐이 측정결과에 미치는 영향을 제거하기 위하여 기판의 온도측정을 행 하고 이 측정결과와 기판의 열팽창 계수에 기초하여 보정을 행하여 상기 온도 불균일에 의한 영향을 제거한다.

그러나, 이들 특허문헌에 기재된 기술은 모두 기판이 휘어지는 것을 전제 조건으로 하고 있기 때문에 측정 등의 정밀도의 향상에는 한계가 있다는 문제가 있다.

그리고, 기판이 휘어지지 않도록 고강성, 고정밀도의 평탄면을 가지는 플레이트의 위에 기판을 재치하고, 또한 이 플레이트의 상기 평탄면에 진공 척(Vacuum chuck) 등으로 기판을 눌러 측정 등을 행하는 방법도 고려되고 있다.

그러나, 이 방법에 의해서도, 기판의 평탄도가 기판을 재치하는 상기 플레이트의 평탄면의 평탄도와 밀접하게 관련되어 있기 때문에, 플레이트가 휘어져 플레이트의 평탄면에 조금이라도 만곡이 있으면, 이들이 기판의 평탄도에 반영되어 정밀한 측정 등이 어려워지는 문제가 있다.

또한, 기판을 플레이트에 진공 척으로 흡착시키는 경우에, 플레이트의 평탄면과 기판과의 사이에 파티클이나 에어 축적이 생기면, 해당 부분에서 기판에 휘어짐이 생겨 정밀한 측정이 어려워지는 문제가 있다.

이러한 문제가 생기면, 측정의 재현성이 얻어지지 않게 되는 문제도 생긴다. 즉, 플레이트상에 재치된 기판은 기판 자신이 가지는 본래의 형상이 아니라 변형되어 있기 때문에 다음과 같은 문제가 생긴다.

예를 들면, 기판의 평탄도 등의 형상측정을 동일한 기판에 대하여 다수회 행한 경우, 플레이트에 재치할 때마다 기판의 변형도가 다르기 때문에 측정 재현성이 얻어지지 않고, 더욱이 측정 정밀도의 저하를 야기한다.

또한, 포토마스크 등과 같이, 기판상에 패턴 등이 존재하는 경우에는 플레이트상에 재치된 기판이 변형하면, 그에 따라 패턴 치수나 패턴 형상도 변형된다. 그 결과로서, 패턴 등의 측장(測長) 정밀도나 좌표 측정 정밀도가 저하된다.

더욱이, 기판의 검사·측정에서의 재현성이나 정밀도는 상술한 기판의 변형 외에, 기판의 이동에 의해서도 저하된다.

또한, 최근 액정 글라스 기판이나, 액정 장치 제조용 포토 마스크 등의 기판으로 대표되도록 기판 사이즈가 대형화(예를 들면, 한 변이 300㎜ 이상의 방형기판)하는 경향이 있다. 이에 따라, 기판 자신의 자체 무게에 의한 변형도(휘어짐량 등)이 커지고, 또한 기판의 표면적이 커지기 때문에, 상술한 것과 같은 문제가 더 현저해진다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 감안된 것으로, 기판 자신이 가지는 본래의 형상에서 변형(휘어짐)을 발생시키는 않고, 또한 위치결정한 상태에서 이동시키지 않고 기판(특히 대형기판)을 유지할 수 있어 재현성이나 정밀도를 향상시켜 측정이나 처리, 검사 등을 고정밀도로 행할 수 있도록 하는 기판 유지구, 기판처리장치, 기판검사장치 및 이들의 사용방법의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기판유지구는 기판을 스테이지의 플레이트면상의 소정 위치에서 안정적으로 유지시키는 기판유지구로서, 상기 기판과 상기 플레이트면과의 사이에 개재하고 상기 기판을 일면측에서 부상시키기 위한 유체층(流體層)을 형성하는 유체층 형성수단과, 상기 기판을 둘러싸도록 스테이지상에 설치된 가이드 프레임과, 상기 유체층으로 상기 기판을 안정적으로 유지시키고, 또한 상기 유체층으로 부상시킨 상기 기판의 적어도 하면 또는 측면에 당접하여 상기 기판을 상기 가이드 프레임 내의 소정 위치에 위치결정하기 위한 위치결정 수단을 가지는 구성으로 하고 있다.

이 구성에 따르면, 유체층이 같은 힘으로 플레이트면과 비접촉 상태에서 기판을 들어 올리기 때문에, 자체 무게에 의한 기판의 휘어짐을 없앨 수 있다. 또한, 위치결정 수단을 가지고 있기 때문에, 기판의 이동을 규제할 수 있다. 더욱이, 위치결정 수단은 유체층에 의해 부상하고 있는 기판에, 플레이트면 측에서 기판에 당접하여 소정 위치로 위치결정하기 때문에, 위치결정 수단이 기판에 당접하는 것에 따른 영향을 최소로 할 수 있다.

또한, 상기 유체층을 형성하는 유체로서는, 액체이여도 무방하지만 에어나 질소 등의 기체를 이용함으로써, 후공정에서 유체를 제거하는 작업이 불필요하게 되는 이점이 있다. 또한, 기판으로서는, 예를 들면, 포토마스크 블랭크나 포토마스크 또는 이들에 이용되는 글라스 기판이여도 무방하다. 글라스 기판의 재료로서는, 예를 들면, 합성석영이나 플루오르계 도프의 석영 등이 권장된다.

상기한 위치결정 수단은 상기 플레이트면에 설치된 탄성체와, 이 탄성체에 취부되고 상기 기판에 당접하는 당접부재로 구성되고, 부상 상태의 상기 기판의 하면에 상기 당접부재가 당접함으로써, 상기 기판의 이동을 규제하는 것을 이용할 수 있다.

이 구성에 따르면, 기판과 위치결정 수단을 상시 당접상태로 유지할 수 있 다. 즉, 유체층에 의해 기판이 부상하면, 이에 따라 탄성체의 탄발력에 의해 당접부재도 기판에 당접한 상태에서 상승한다. 유체층에 의한 기판의 부상 높이 위치와, 탄성체의 탄발력을 적절히 조정함으로써, 측정 등에 영향을 주지 않는 최소 범위에서 기판의 위치결정과 고정을 행하는 것이 가능하게 된다.

상기 위치결정 수단으로서는, 부상 상태의 상기 기판의 주위 방향에서 상기 기판의 측면에 당접하는 진퇴이동 가능한 당접부재로 구성되고, 부상 상태의 상기 기판 주위의 다수 개소에 상기 당접부재가 당접함으로써, 상기 기판의 이동을 규제하는 것을 이용하여도 좋다.

이 구성에 따르면, 부상 상태의 기판의 측면에 위치결정 수단의 당접부재가 당접하여 기판의 이동을 규제하여 위치결정과 고정을 행할 수 있다. 당접부재는 기판의 이동을 규제할 수 있을 정도로 가볍게 기판에 당접하는 정도에서 좋기 때문에, 위치결정 수단에 의한 기판의 휘어짐을 실질적으로 없앨 수 있다.

또한, 당접부재의 진퇴이동은 모터나 액츄에이터 등의 구동체로 행하여도 무방하지만, 수동으로 행하도록 하여도 무방하다.

상기 구성의 기판유지구는 평탄도를 고정밀도로 유지한 상태로 기판을 유지할 필요가 있는 모든 장치에 적용이 가능하다.

예를 들면, 기판유지구에 의해 위치결정·유지된 상기 기판의 표면에 전자선이나 레이저광 등의 처리광을 조사하는 조사수단을 가지는 기판처리장치에 상기 구성의 기판유지구를 적용하는 것이 가능하다.

이러한 종류의 기판처리장치로서는, 예를 들면, 포토 레지스트가 코팅된 포 토 마스크 블랭크 등의 기판을 이용하고, 이것에 레이저 광을 조사하여 패턴을 형성하기 위한 묘화장치 또는 노광장치가 권장된다.

패턴을 형성하는 공정에서, 형성되는 패턴의 정밀도는 패턴을 형성하기 위한 기판의 유지상태에 크게 의존한다. 예를 들면, 패턴을 형성하는 공정에서, 패턴을 형성하기 위한 기판(예를 들면, 포토마스크 블랭크, 반도체 기판)이 변형하고 있으면, 형성되는 패턴은 기판의 변형도에 따라 형성되는 것이 된다.

더욱이, 패턴을 형성하기 위한 기판이, 패턴을 형성하는 공정중에 이동하면, 형성되는 패턴의 위치정밀도가 저하된다. 특히, 포토마스크를 제조하는 데에, 묘화장치 또는 노광장치를 이용하여 패턴을 형성하는 공정은 가장 중요한 공정이며, 포토마스크의 품질은 이 공정에서 거의 결정되는 것으로 말할 수 있을 정도이다. 마찬가지로, 포토마스크의 패턴을 반도체 기판에 전사하는 공정은 반도체 제조에 있어서 매우 중요한 공정이다.

그 때문에, 기판을 휘어지지 않고(변형하지 않고), 또한 이동시키지 않고(위치결정하여) 유지할 수 있는 본 발명의 기판유지구는 레이저 광을 조사하여 패턴을 형성하기 위한 묘화장치 또는 노광장치 등에 이용하면 특히 효과적이다.

이 외의 기판처리장치로서, 레이저 빔을 이용하여 이온 주입에 의한 조사손상이나 주입 불순물의 활성화, 및 다결정 실리콘을 재결정화시킴으로써 단결정 실리콘을 만드는 SOI(Silicon on Insulator) 기술 등의 어닐링 처리장치나, 반도체 기판상에 선택적으로 막을 이루는 CVD 처리장치가 권장된다.

또한, 상기 구성의 기판유지구는 상기 기판유지구에 의해 위치결정·유지된 상기 기판의 표면에 검사광을 조사하는 검사광 조사수단과, 상기 검사광에 기초하여 상기 기판 표면의 광을 검출하는 검출수단을 구비한 기판검사장치에도 적용이 가능하다.

이러한 종류의 기판검사장치로서는, 예를 들면, 기판의 평탄도를 측정하는 검사장치나 기판표면에 형성된 패턴의 측정을 행하는 좌표측정 장치가 권장된다.

본 발명의 기판유지구를 이용하여, 휘어지지 않고(변형하지 않고), 또한 이동시키지 않고(위치결정하여) 유지된 기판은 평탄도를 측정할 때, 기판자신이 가지는 본래의 평탄도를 측정하는 것이 가능하여 재현성, 정밀도 좋게 평탄도 측정을 행할 수 있다.

또한, 포토 마스크 등과 같은 기판상의 패턴의 좌표측정을 행할 시, 휘어지지 않고(변형하지 않고), 또한 위치결정한 상태에서 이동시키지 않고 기판을 유지함으로써 본래의 패턴치수나 패턴 형상대로 변형이 없는 상태에서 패턴의 측장이나 좌표측정이 가능하게 되기 때문에, 재현성, 정밀도 좋게 좌표측정을 행할 수 있다.

본 발명의 목적은 청구항 7 또는 8에 기재된 기판유지방법에 의해서도 달성이 가능하다.

즉, 본 발명의 기판유지방법은 기판을 플레이트면상의 소정 위치에서 안정적으로 유지시키는 기판유지방법으로서, 상기 기판과 상기 플레이트면과의 사이에 유체층을 형성하여 상기 기판을 일면측에서 부상시키는 유체층 형성 공정과, 상기 유체층에 의해 부상된 상기 기판의 하면 또는 측면에 당접부재를 당접시켜 상기 플레이트면과 거의 평행한 평면내에서 위치결정하는 위치결정 공정을 가지는 방법이다.

본 발명의 기판유지방법은 평탄도를 고정밀도로 유지한 상태에서 기판을 유지할 필요가 있는 모든 방법에 적용이 가능하며, 예를 들면, 상기 기판유지방법을 이용하여 위치결정·유지된 상기 기판의 표면에 전자선 또는 레이저광 등의 처리광을 조사하는 조사공정을 구비한 기판처리방법이나, 상기 기판유지방법을 이용하여 위치결정·유지된 상기 기판의 표면에 검사광을 조사하는 검사광 조사공정을 마련한 기판검사방법에도 적용이 가능하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

또한, 이하의 설명에서는 기판으로서 포토마스크나 레티클 등에 사용되는 글라스 기판을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이러한 글라스 기판에 한정되지 않고, Cr막, MoSi막 등의 투과율 제어막이나, ITO막 등을 구비한 글라스 기판이나, 수지기판, 금속기판 등 모든 종류의 기판에 적용이 가능하다. 또한, 이하에 설명하는 글라스 기판의 재료로서는, 예를 들면, 합성석영이나 플루오르계 도프의 석영 등이 권장된다.

[기판유지구의 설명]

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판유지구의 구성을 설명하는 일부 파단 사시도, 도 2는 플레이트면과 기판과의 사이에 유체층이 형성된 상태를 나타낸 기판유지구의 단면도이다.

이 제 1 실시예의 기판유지구(1)는 수평면내에 평탄형의 표면(이하, 플레이트면이라 함)(11a)를 가지는 스테이지(11)와, 이 스테이지의 플레이트면(11a)에 재치되는 글라스 기판 S과 닮은꼴로 형성되고, 글라스 기판 S을 둘러싸도록 스테이지(11)상에 설치된 가이드 프레임(12)을 가지고 있다.

스테이지(11)의 내부에는, 압축 에어를 저류하기 위한 에어실(11d)이 형성되어 있다. 에어실(11d)에는, 도시하지 않은 블로워 등의 에어 공급수단에 접속되어 있어, 이 에어 공급수단에서 공급된 에어가 일정한 압력으로 유지되도록 되어 있다. 또한, 플레이트면(11a)에는, 에어실(11d)까지 관통하는 에어 취출공(11b)이 다수 형성되어 있어, 에어실(11d)내의 에어가 이 에어 취출공(11b)의 각각에서 실질적으로 균등한 유속으로 취출되도록 되어 있다. 또한, 도 1의 기판유지구(1)에서는, 도시의 편의상 6행 4열의 에어 취출공(11b)을 도시하였지만, 에어 취출공(11b)의 배치형태 및 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.

이 실시예에서는, 상기한 에어 공급수단과, 에어실(11d) 및 에어 취출공 (11b)으로, 글라스 기판 S과 플레이트면(11a)과의 사이에 유체층을 형성하여 글라스 기판 S을 부상시키는 유체층 형성수단이 구성되어 있다.

도 2에 나타낸 것과 같이, 플레이트면(11a)상에 글라스 기판 S을 재치한 상태에서 에어 공급수단을 구동시켜 에어실(11d)내에 에어를 공급하면, 에어실(11d)내의 에어가 에어 취출공(11b)에서 글라스 기판 S의 하면으로 향하여 취출된다. 글라스 기판 S의 하면으로 향하여 취출된 에어는 글라스 기판 S의 주연으로 향하여 흐르고, 가이드 프레임(12)과 글라스 기판 S의 주연과의 사이의 극간(隙間)에서 대기중으로 방출된다. 이것에 의해, 글라스 기판 S과 플레이트면(11a)과의 사이에 유체층(에어층)이 형성된다.

글라스 기판 S이 소정의 높이 위치까지 부상하면, 유체층을 형성하고 있는 에어의 압력과 글라스 기판 S의 자체 무게가 균형을 이루어 글라스 기판 S이 당해 높이 위치에서 유지된다.

플레이트면(11a)의 다수 개소(이 실시예에서는 3개소)에는, 오목부(11c)가 형성되어 있다. 부상 상태의 글라스 기판 S의 위치결정을 행하기 위한 위치결정 수단(13)은 이 오목부(11c)의 가운데에 설치되어 있다(도 1 참조).

이하, 도 3을 참조하여 이 실시예에서의 위치결정 수단(13)의 구성 및 작용을 설명한다.

도 3은 이 실시예에서의 위치결정 수단의 구성 및 작용을 설명하는 부분확대 단면도이다.

도 3a는 기판유지구(1)에 글라스 기판 S을 공급하기 전의 상태를 나타낸다. 도 3a에 나타낸 것과 같이, 위치결정 수단(13)은 오목부(11c)의 저부에 한쪽의 옷자락 부분이 외팔보 상태로 취부된 산 형태의 판스프링(15)과, 이 판스프링(15)의 정수리 부분에 취부되고 글라스 기판 S의 하면에 당접하는 당접부재(14)로 구성되어 있다. 당접부재(14)는 글라스 기판 S의 하면을 손상시키는 일이 없고, 또한 글라스 기판 S과의 사이에서 용이하게 미끄러짐이 생기지 않는 재질의 것으로 형성하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 우레탄 수지나 고무 등으로 형성하면 좋다. 또한, 판스프링(15)의 탄발력은 기판 S의 자체 무게에 대하여 충분히 작은 것을 선택하면 좋다. 바람직하게는, 유체층에 의한 기판 S의 부상 높이 위치에 따라, 기판 S에 만곡을 주지 않는 최소 범위에서 판스프링(15)의 탄발력을 적절히 선택하는 것이 좋 다.

도 3b는 기판 유지구(1)에 글라스 기판 S을 공급하였을 때의 상태를 나타낸다. 도 3b에 나타낸 것과 같이, 에어 취출공(11b)(도 1 및 도 2 참조)에서 에어를 취출시키지 않은 상태에서 플레이트면(11a)에 글라스 기판 S을 재치하면, 글라스 기판 S의 자체 무게에 의해, 당접부재(14)가 판스프링(15)의 탄발력에 저항하여 오목부(11c)측으로 눌러서 되돌려 오목부(11C)에 격납된 상태가 된다.

도 3c는 에어 취출공(11b)에서 에어를 취출시켜 글라스 기판 S을 부상시킨 상태를 나타낸다.

도 3c에 나타낸 것과 같이, 에어 취출공(11b)에서 에어를 취출시켜 글라스 기판 S을 부상시키면, 이 부상에 따라 당접부재(14)가 글라스 기판 S에 당접한 상태로 상승한다.

이 때, 판스프링(15)의 탄성은 글라스 기판 S에 당접부재(14)를 필요 이상으로 누르지 않고, 또한 글라스 기판 S의 이동을 규제할 수 있을 정도의 것으로 하고 있기 때문에, 판스프링(15)의 탄발력에 의해 글라스 기판 S이 부분적으로 휘는 문제점을 회피할 수 있다.

또한, 이 실시예와 같은 판스프링(15)을 이용한 위치결정 수단(13)의 경우, 글라스 기판 S의 이동을 억제할 수 있는 방향이 직선방향에 한정된다. 즉, 도 3a에 나타낸 것과 같이, 당접부재(14)는 Y축 방향(도 3의 지면에 직교하는 방향)으로는 이동하지 않지만, 판스프링(15)의 변형에 따라 X축 방향으로 조금 이동하기 때문에, 단일 위치결정 수단(13)에서는 기판 S의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치결정을 행하는 것은 어렵다.

그리고, 도 4에 나타낸 것과 같이, 3개의 위치결정 수단(이하, 도 4에서 3개의 위치결정 수단을 각각 부호(13A),(13B),(13C)로 나타냄)을 당접부재(14)의 이동방향이 직교하도록 배치한다. 즉, 2개의 위치결정 수단(13A,13B)의 판 스프링(15)의 방향을 X축 방향으로 향하게 하고, 나머지 위치결정 수단(13C)의 판 스프링(15)의 방향을 Y축 방향으로 향하게 한다. 이렇게 함으로써, 판스프링(15)이 X축 방향을 향하여 2개의 위치결정 수단(13A,13B)이 글라스 기판의 Y축 방향의 이동을 규제하고, 판스프링(15)이 Y축 방향을 향하여 위치결정수단(13C)이 글라스 기판 S의 X축 방향의 이동을 규제한다. 이것에 의해, 글라스 기판 S을 X-Y 평면내에서 위치결정할 수 있다.

더욱이, 글라스 기판 S에 휘어짐이나 부상 등의 불안정 요소를 발생시키지 않을 정도의 흡착력으로 글라스 기판 S을 얇게 고정하는 감압 흡착 기구를 당접부재(14)에 설치함으로써, 보다 고정밀도로 위치결정을 행할 수 있게 된다.

또한, 위치결정 수단은 상기 구성의 것에 한정되지 않고, 글라스 기판 S에 휘어짐 등을 주는 일이 없고, 부상 상태의 글라스 기판 S의 X축 방향 및 Y축 방향의 이동을 규제하여 위치결정을 행할 수 있는 것이면 다른 구성의 것을 이용하여도 무방하다. 또한, 상기 설명에서는, 에어 취출공(11b)에서 에어를 취출시키지 않은 상태에서 플레이트면(11a)에 글라스 기판 S을 재치하고, 그 후에 에어 취출공(11b)에서 에어를 취출시켜 글라스 기판 S을 부상시키도록 하고 있지만, 에어 취출공 (11b)에서 에어를 취출시킨 상태에서 글라스 기판 S을 플레이트면(11a)상에 공급하 도록 하여도 무방하다.

도 5 및 도 6은 다른 구성의 위치결정 수단을 이용한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판유지구의 설명도로서, 도 5는 그 평면도, 도 6은 이 제 2 실시예의 위치결정 수단에 의한 기판유지 순서를 설명하는 단면도이다.

이 실시예에서 위치결정 수단(23)은 스테이지(21)상에 설치된 가이드 프레임 (22)에 취부되어 있다.

위치결정수단(23)은 부상 상태의 기판 S의 주위방향에서 글라스 기판 S의 측면에 당접하는 진퇴이동 가능한 당접부재(25)와, 이 당접부재(25)를 글라스 기판 S에 대하여 진퇴 이동시키는 솔레노이드 등의 구동체(24)로 구성되어 있다.

당접부재(25)는 직사각형의 글라스 기판 S의 네주위에서 글라스 기판 S의 측면에 당접할 수 있도록, 직사각형의 가이드 프레임(22)의 각 변에 다수개(도 5에 나타낸 예에서는 단변에 2개씩, 장변에 4개씩)씩 배치되어 있다. 구동체(24)는 당접부재(25)의 각각에 대응하여 설치되어 있다.

또한, 가이드 프레임(22)의 각 변에 단일 구동체를 배치하고, 이 단일 구동체에서 같은 변에 배치된 다수의 당접부재(25)를 동시에 진퇴이동시키도록 구성하여도 무방하다.

구동체(24)의 제어는 도시하지 않은 제어장치의 구동 지령에 의해 제어된다. 구동체(24)를 구동시켜 당접부재(25)를 진퇴이동시키는 타이밍은, 예를 들면, 에어의 취출 개시로부터 소정시간 경과 후에 구동체(24)를 구동시키도록 하여도 무방하며, 광전 센서 등을 설치하여 소정의 높이 위치까지 부상한 기판 S을 상기 광전 센 서가 검출하였을 때에 구동체(24)를 구동시키도록 하여도 무방하다.

도 6a에 나타낸 것과 같이, 구동체(24)를 정지시킨 상태, 즉 당접부재(25)를 글라스 기판 S에 간섭하지 않는 위치까지 후퇴시킨 상태에서 글라스 기판 S을 기판 유지구(2)에 공급한다.

도 6b에 나타낸 것과 같이, 에어실(21d)의 에어를 에어 취출공(21b)에서 취출시키고, 글라스 기판 S이 소정의 높이 위치까지 부상한 곳에서 도 6c에 나타낸 것과 같이 구동체(24)를 구동시킨다.

이것에 의해, 당접부재(25)가 글라스 기판 S의 주위에서 글라스 기판 S의 측면에 당접하여 글라스 기판 S의 X축 방향 및 Y축 방향의 이동을 규제한다.

또한, 당접부재(25)가 당접함으로써 글라스 기판 S의 부분적인 휘어짐을 가능한 한 작게 하기 때문에, 구동체(24)가 구동하였을 때에 당접부재(25)의 선두가 글라스 기판 S의 측면에 가볍게 접촉하는 정도로 당접부재(25)의 스트로크를 미리 조정하는 것이 바람직하다.

[기판처리장치의 설명]

상기 구성의 기판유지구(1,2)는 포토마스크 블랭크나 포토마스크 등을 제조할 때에 이용되는 기판처리장치에 이용할 수 있다.

이 경우, 기판처리장치는 기판유지구(1,2)에 의해 위치결정·유지된 상기 기판의 표면에 전자선 또는 레이저광을 조사하는 조사수단을 구비하고, 이 조사수단으로부터의 전자선 또는 레이저광의 조사에 의해 기판에 패턴을 묘화하고, 기판에 형성된 패턴을 수정하는 등 소정의 처리를 수행한다.

이러한 기판처리장치로서는, 예를 들면, 포토레지스트가 코팅된 포토마스크 블랭크 등의 기판을 이용하고, 이것에 레이저광을 조사하여 패턴 형성하기 위한 묘화장치 또는 노광장치가 권장된다.

[기판검사장치의 설명]

다음으로, 기판을 검사하는 기판검사장치에 대하여 설명한다.

이하의 설명에서는, 기판의 평탄도를 검사하는 검사장치를 예로 들어 설명한다. 또한, 이러한 종류의 검사장치로서는 사(斜)입사(入射) 간섭 방식과 수직 입사 간섭 방식이 알려져 있지만, 이하의 설명에서는 사입사 간섭 방식을 예로 들어 설명한다.

사입사 간섭 방식에서는, 도 7에 나타낸 것과 같이, 예를 들어 검사광의 광원으로서 He-Ne 레이저를 이용하고, 이 레이저의 평행 광속의 광로차가 사용파장의 정수배가 될 때 나타나는 명암호(縞)(간섭호)를 읽음으로써 평탄도를 측정한다.

사입사 간섭 방식의 기판검사장치(5)는, 도 7a에 나타낸 것과 같이, 레이저의 전원부(51)와, He-Ne 레이저광을 발생시키는 레이저관(52)과, 소정 파장의 레이저광만을 투과시키기 위한 필터(53)와, 레이저광을 확산시키기 위한 대물렌즈(54) 및 확산판(55)과, 이 확산판(55)을 구동시키는 모터(56)와, 확산된 레이저광을 평행한 광속으로 하는 콜리메이터 렌즈(57)와, 프리즘원기(58)와, 프레넬판(60)과, 스크린(61)과, 레이저광의 광로를 조정하기 위한 다수의 미러(M1~M5)로 개략 구성되어 있다.

도 7b는 평행광속과 광로차와의 관계를 나타낸 도면으로, 도 7a는 시료(글라 스 기판 S) 및 프리즘원기(58) 부분의 확대도이다.

도 7b에서 알 수 있듯이, 광로차 δ는 공기의 굴절률을 n_o, 프리즘의 굴절귤을 n으로 하였을 때에, 다음의 식으로 표현될 수 있다.

δ= n_o(P1P2-P2P3)-nTP3

또한, P1P2, P2P3 및 TP3는 도 7b의 각 포인트간의 거리를 나타낸다.

여기서,

P1P2 = 2n_o/cosθ'

TP3 = P1P3sinθ= 2d_otanθ'·sinθ로부터

δ= 2n_o/cosθ' - 2d_otanθ'·sinθ

n_osinθ' = nsinθ로부터,

δ= 2n_od_ocosθ' + λ·β/2π

P3에서의 위상변화 β= π이기 때문에,

δ= 2n_od_ocosθ' + λ/2

이 광로차가 사용파장의 정수배가 될 때 간섭호가 생기기 때문에, 호가 생기는 기판 S의 표면의 높이 d_o는,

d_o = λ/2n_ocosθ'·(m-1/2) m:정수

가 된다.

즉, 평탄도의 측정은 레이저의 평행광속의 광로차가 사용파장의 정수배가 될 때에 나타나는 간섭호를 이용하기 때문에, 측정중에 기판을 이동시키지 않고 유지할 필요가 있다. 또한, 평탄도의 측정은 기판 자신이 가지는 본래의 형상으로 행할 필요가 있다. 그 때문에, 위치결정한 상태에서 이동시키지 않고, 또한, 기판을 휘지 않고, 즉 변형없이 유지할 수 있는 본 발명의 기판유지구를 평탄도의 측정에 적용함으로써, 평탄도 측정의 재현성 및 정밀도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 제 1 실시예에서 위치결정 수단(13)은 3개소에 설치한 것으로 설명하였지만, 4개소 이상으로 하여도 무방하다. 또한, 탄성체로서 판스프링(15)을 이용하였지만, 기판 S의 소정 방향의 이동을 규제할 수 있는 것이면 권형 스프링 등 다른 형태의 스프링을 이용할 수 있다.

또한, 제 2 실시예에서, 위치결정 수단(23)은 솔레노이드에 의해 당접부재를 진퇴이동시키지만, 당접부재를 진퇴이동시킬 수 있는 것이면 구동체는 솔레노이드에 한정되지 않고 실린더나 모터 등이어도 무방하다. 또한, 제 2 실시예에서는, 구동체에 의해 당접부재를 진퇴이동시키지만, 수동 조작에 의해 당접부재를 진퇴이동시키도록 하여도 무방하다.

또한, 상기 설명에서는, 글라스 기판 S을 부상시키기 위하여 에어를 사용하지만, 장치나 기판의 종류, 용도 등에 따라서는 질소 가스 그 외의 불활성 가스를 사용하여도 무방하다. 또한, 글라스 기판 S을 부상시키기 위한 유체로서 에어 등의 기체를 예로 들어 설명하였지만, 기체에 한정되지 않고 물 등의 액체를 이용하여도 무방하다. 이 경우, 사용되는 액체로서 글라스 기판 S 보다도 비중이 큰 것을 선택함으로써, 글라스 기판 S에 부력이 생겨 보다 효과적으로 글라스 기판 S을 부상시키는 것이 가능하게 된다. 그러나, 에어 등의 기체를 이용하면, 다음 공정에서 유체를 제거하는 등의 작업이 불필요하게 되는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 미처리 글라스 기판에 한정되지 않고, 예를 들면, Cr막, MoSi막 등의 투과율 제어막이나, ITO막 등을 구비한 글라스 기판에도 적용이 가능하다.

본 발명에 따르면, 에어 등의 유체를 이용하여 플레이트면에서 기판을 부상시켜 기판의 하면 또는 측면에서 당접부재를 당접시켜 위치결정을 행하기 때문에, 기판의 휘어짐을 최소로 억제할 수 있고, 기판 자신이 가지는 평탄도를 유지한 상태로 측정이나 처리, 검사 등을 고정밀도로 행할 수 있다. 특히, 본 발명은 자체 무게에 의해 휘어짐이 생기기 쉬운 대형기판에 적용함으로써, 그 효과가 크다.

Claims

기판을 스테이지의 플레이트 면상의 소정 위치에 안정적으로 유지시키는 기판유지구로서:

상기 기판의 하면과 상기 플레이트면과의 사이에 개재하고, 상기 기판을 부상시키기 위한 유체층을 형성하는 유체층 형성수단;

상기 기판을 둘러싸도록 스테이지상에 설치된 가이드 프레임;및

상기 유체의 압력과 상기 기판의 자중이 균형잡힌 상태에서, 상기 유체층에 의해 부상된 상기 기판의 적어도 하면 또는 측면에 당접하여 상기 기판을 상기 가이드 프레임 내의 소정 위치에 위치 결정하기 위한 위치결정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판유지구.
제 1항에 있어서, 상기 유체층을 형성하는 유체로서 기체를 이용하는 것을 특징으로 하는 기판유지구.
제 2 항에 있어서, 상기 위치결정 수단이 상기 플레이트 면에 설치된 탄성체와, 이 탄성체에 취부되고, 상기 기판에 당접하는 당접부재로 구성되고, 부상 상태의 상기 기판의 하면에 상기 당접부재가 당접함으로써, 상기 기판의 이동을 규제하는 것을 특징으로 하는 기판유지구.
제 2 항에 있어서, 상기 위치결정 수단이, 부상 상태의 상기 기판의 주위 방향에서 상기 기판의 측면에 당접하는 진퇴이동 가능한 당접부재를 가지고, 부상 상태의 상기 기판의 주위의 다수 개소에 상기 당접부재를 당접시킴으로써, 상기 기판의 이동을 규제하는 것을 특징으로 하는 기판유지구.
제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 유지구를 가지는 기판처리장치로서,

상기 기판유지구에 의해 위치결정·유지된 상기 기판의 표면에 전자선 또는 레이저광을 조사하는 조사수단을 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제 1 항 내지 4항 중 어느 한 항에 기재된 기판 유지구를 가지는 기판검사장치로서:

상기 기판 유지구에 의해 위치결정·유지된 상기 기판의 표면에 검사광을 조사하는 검사광 조사수단; 및

상기 검사광에 기초하여 상기 기판의 표면의 광을 검사하는 광검출수단을 가지는 것을 특징으로 하는 기판검사장치.
기판을 플레이트면상의 소정 위치에 안정적으로 유지시키는 기판유지방법으로서,

상기 기판과 상기 플레이트 면과의 사이에 유체층을 형성하여 상기 기판을 일측면에서 부상시키는 유체층 형성공정; 및

상기 유체의 압력과 상기 기판의 자중이 균형잡힌 상태에서, 상기 유체층에 의해 부상된 상기 기판의 적어도 하면에 당접 부재를 당접시켜 상기 플레이트 면과 평행한 평면 내에서 위치 결정하는 위치결정 공정을 가지고, 상기 위치 결정 공정에서는, 상기 기판에 대한 패턴 형성 또는 검사를 행할수 있도록, 상기 기판을 위치 결정하고 고정하는 것을 특징으로 하는 기판유지방법.
제 7항에 있어서, 상기 기판이 포토마스크 블랭크 또는 포토마스크 혹은 이들에 이용되는 기판인 것을 특징으로 하는 기판유지방법.
청구항 7 또는 8에 기재된 기판유지방법을 이용한 기판처리방법으로서,

상기 기판유지방법을 이용하여 위치결정되고, 유지된 상기 기판의 표면에 처리광을 조사하는 조사공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
청구항 7 또는 8에 기재된 기판유지방법을 이용한 기판검사방법으로서,

상기 기판유지방법을 이용하여 위치결정되고, 유지된 상기 기판의 표면에 검사광을 조사하는 검사광 조사공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기판검사방법.
기판을 스테이지의 플레이트면 상의 소정 위치에 안정적으로 유지시키는 기판 유지구로서:

상기 기판의 하면과 상기 플레이트 면과의 사이에 개재하고, 상기 기판을 부상시키기 위한 유체층을 형성하는 유체층 형성수단;

상기 기판을 둘러싸도록 상기 스테이지 상에 설치된 가이드 프레임; 및

상기 유체층에 의해 부상된 상기 기판의 하면 또는 측면에 당접하여, 상기 기판을 가이드 프레임 내의 소정 위치에 위치 결정하기 위한 위치결정 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 유지구.
제 11 항에 있어서, 상기 위치결정 수단이, 상기 플레이트 면에 설치된 탄성체와, 이 탄성체에 취부되고, 상기 기판에 당접하는 당접 부재로 구성되고, 부상 상태의 상기 기판의 하면에 상기 당접 부재가 당접함으로써, 상기 기판의 이동을 규제하는 것을 특징으로 하는 기판 유지구.
제 11 항에 있어서, 상기 위치결정 수단이, 부상 상태의 상기 기판의 주위 방향에서 상기 기판의 측면에 당접하는 진퇴 이동 가능한 당접 부재를 가지고, 부상 상태의 상기 기판의 주위의 다수 개소에 상기 당접 부재를 당접시킴으로써, 상기 기판의 이동을 규제하는 것을 특징으로 하는 기판 유지구.
유리 기판을 플레이트 상에 안정적으로 유지하고, 상기 유지된 상기 기판에 대하여 노광광을 조사하여 패턴을 형성하고, 또는 검사광을 조사하여 검사를 행하는 공정을 실시하는 포토 마스크의 제조 방법에 있어서, 상기 기판을 플레이트 상에 안정적으로 유지할 시에, 상기 기판과 상기 플레이트 면과의 사이에 유체층을 형성하고, 상기 기판을 일측면으로부터 부상시키는 유체층 형성 공정; 및

상기 유체의 압력과 상기 기판의 자중이 균형잡힌 상태에서, 상기 유체층에 의해 부상한 상기 기판의 적어도 하면에 당접 부재를 당접시켜, 상기 플레이트면과 평행한 평면 내에서 위치 결정하는 위치결정 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
유리 기판을 플레이트 상에 안정적으로 유지하고, 상기 유지된 상기 기판에 대하여 노광광을 조사하여 패턴을 전사하는 반도체 제조 방법에 있어서,

상기 기판을 플레이트 상에 안정적으로 유지할 시에, 상기 기판과 상기 플레이트 면과의 사이에 유체층을 형성하고, 상기 기판을 일 측면으로부터 부상시키는 유체층 형성 공정; 및

상기 유체의 압력과 상기 기판의 자중이 균형잡힌 상태에서, 상기 유체층에 의해 부상한 상기 기판의 적어도 하면에 당접 부재를 당접시켜, 상기 플레이트 면과 평행한 평면 내에서 위치 결정하는 위치결정 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.