KR19980081391A - 포토마스크등의 표면 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피 검사평면체를 사람 손에 의하지 않고 지지한 상태로 표면 검사가 가능하여, 피 검사평면체를 기울이더라도 결점을 보지 못하지 않도록 한 포토 마스크등의 표면 검사장치를 제공한다.

본 발명의 구성은, 개구부가 위를 향한 상태로, 스폿트점(S)을 중심으로 하는 그 외주 구면을 따라서 미끄러짐이 자유롭게끔 지지된 사발 형상의 대략 반구지지체(31)와, 대략 반구지지체(31)내에 고정된 XY 스테이지(54)와, XY 스테이지(54)상에 고정된 회전 유니트(52)와, 회전 유니트(52)상에 고정된 지지플레이트(50)와, 지지플레이트(50)에 재치된 포토마스크(80)상의 스폿트점(S) 및 그 주변을 조명하는 라이팅과를 구비하여 된다. 지지플레이트(50)는 스폿트점(S)을 중심으로 하여 기울어진다.

Description

포토마스크등의 표면 검사장치

본 발명은 포토마스크등의 표면 검사장치에 관한 것으로서, 상세하게는 포토마스크의 마스크면등의 먼지나 흠의 유무를 검사하는 표면 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 웨이퍼에 회로패턴을 노광하기 위하여 사용하는 포토마스크의 마스크면에 먼지가 부착되거나 흠이 있으면, 그 먼지나 흠이 회로패턴의 일부로서 노광되어 불량품 웨이터가 제조된다. 따라서, 포토마스크의 마스크면의 먼지 부착이나 흠은 절대로 회피되어야 한다. 그래서, 종래에는 자동검사 장치로 검사한 후에 눈으로 보는 것(목시)에 의한 최종검사를 행하고 있다. 눈으로 보는 것에 의한 최종검사를 행하고 있는 것은, 자동검사장치에서는 카메라가 고정되어 있어 마스크면을 평면적으로 스캐닝하여 볼 뿐으로, 다른 각도로부터 마스크면을 보고 있지 않으므로 검출할 수 없는 결점도 있기 때문이다. 이 눈으로 보는 것에 의한 최종검사는 완전히 수작업이었다.

즉, 최종검사에서는 검사원이 1매 1매의 포토마스크를 손으로 잡는 각도를 바꾸면서 라이팅하에서 마스크면을 목시 관찰하여, 먼지나 흠이 있을 때의 특이한 난반사에 의지하여 검사를 행하고 있다. 이와 같은 방법은, 극히 원시적이며 검사원 자신의 손으로 포토마스크를 직접 잡기 때문에, 사람의 개재에 의하여 도리어 먼지를 부착시키는 원인도 되지 않는다고는 할 수 없다. 또한, 수를 계획대로 처리하면 손이 피로하여 능률이 저하된다. 또한, 마스크면의 목시 관찰이외에, 포토마스크의 위치를 고정하기도 하고, 이상적으로 기울게 하는 등의 여분의 작업이 필요하여서 비능률적이다.

이와 같은 문제에 대하여 예를 들면 검사원으로부터 격리된 장치 공간내에서 포토마스크를 로보트 등으로 핸들링하여 포토마스크를 검사 스테이지에 놓아서, 관찰창을 통하여 목시검사를 하는 것이 연구될 수 있다. 따라서, 포토마스크의 운반 및 핸들링과, 검사 스테이지상에 재치된 포토마스크의 위치 고정, 이동, 기울어짐 등을 원격조작 또는 자동조작하는 것이 바람직하다.

그런데, 웨이퍼에 대해서는, 웨이퍼를 검사원이 직접 손을 대지 않고 목시 검사할 수 있는 표면 검사장치가 제공되고 있다. 이 표면 검사장치에서는, 상면에 웨이퍼를 흡착하는 흡반을 구비하고, 흡반이 장치 하부의 회동지지점을 중심으로 하여 대략 원호형상으로 기울어지도록 되어 있다. 검사원은 죠이스틱을 조작하여 웨이퍼를 기울게 하면서 스폿트 라이트의 조명하에 목시 검사한다.

그러나, 이 표면 검사장치에서는, 결점을 발견하였을 때에 결점을 더욱 상세하게 조사하기 위하여 웨이퍼를 기울여서 다른 각도로부터 다시 보고자해도 웨이퍼의 기울어짐에 의하여 결점이 웨이퍼와 함께 움직여 버린다. 그 때문에, 결점을 보지 못하기 쉽다고 하는 문제가 있다. 특히 정밀하게 검사하는 경우에는, 스폿트 라이트를 작게 하여 웨이퍼의 표면의 일부만을 비추도록 하여 검사범위를 좁게 하면, 기울어지면 즉시 결점이 검사범위로부터 벗어나기 때문에 부적합한 점이 크다.

또한, 이런 종류의 표면 검사장치에서는, 가능한 한 소형인 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명이 해결할 제 1 의 기술적 과제는, 포토마스크등의 피 검사 평면체를 사람손에 의하지 않고 지지된 상태로 표면검사가 가능하며, 피 검사 평면체를 기울이더라도 결점을 보지 못하는 일없도록 한 포토마스크등의 표면 검사장치를 제공하는 것이다. 제 2 의 기술적 과제는, 상기 제 1 의 기술적 과제를 해결함과 함께 가능한 한 소형화 한 포토마스크등의 표면 검사장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 포토마스크 표면 검사장치의 정면도 및 측면도,

도 2는 도 1의 포토마스크 표면 검사장치의 검사 스테이지 유니트의 평면도,

도 3은 도 2의 검사 스테이지 유니트의 중앙단면도,

도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 개략도,

도 5는 도 1의 포토마스크 표면 검사장치의 검사 준비 완료시의 개략 사시도,

도 6은 포토마스크의 표면 검사방법의 설명도,

도 7은 본 발명의 제 2 실시예의 포토마스크 표면 검사장치의 평면도,

도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선을 따른 단면도,

도 9는 도 7의 Ⅸ-Ⅸ선을 따른 단면도,

도 10은 본 발명의 제 3 실시형태의 포토마스크 표면 검사장치의 단면도,

도 11은 본 발명의 제 3 실시형태의 포토마스크 표면 검사장치의 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 포토마스크 검사장치

12 : 장치 본체 14 : 반입문

16 : 검사창 20 : 조작 유니트

22 : 죠이스틱 28 : 제어 유니트

30 : 검사 스테이지 유니트 31 : 대략 반구지지체

32 : 플랜지(둘레 가장자리)

33 : 보올 베어링(제 1 구동장치, 반구지지체 지지수단)

36 : 구동벨트 부착팔 38 : 구동벨트 부착구

40 : 구동벨트(제 1 구동장치) 42 : 안내풀리

44 : 텐션풀리

46 : 구동풀리(제 1 구동장치, 구동벨트 구동수단)

48 : 안내풀리 50 : 지지플레이트

51 : 이동영역 52 : 회전 유니트

54 : XY 스테이지(제 2 구동장치) 54X, 54Y : 안내축

60 : 조명 라이트 62 : 조명 라이트(라이팅)

80 : 포토마스크(피 검사 평면체) 90 : 검사원

100,100X : 포토마스크 검사장치

101 : 장치 본체 102 : 조작 유니트

103 : 검사 스테이지 유니트 104 : 죠이스틱

106 : 버튼 108 : 제어 유니트

110 : 원주벽 112 : 절결

114 : 칼럼

120,120s : 평행 링크 구동장치(제 1 구동장치)

121a : 구동모터 121b : 감속장치

121c : 캠 포지셔너 122 : 횡 링크

122a : 끝단부 122b : 중간부

122c : 끝단부 124 : 횡 링크

124a : 끝단부 124b : 중간부

124c : 끝단부 124s, 124t : 끝단부

126, 126s : 종 링크 127 : 지지핀

128, 128s : 종 링크 129 : 지지핀

130, 130s : 링크 승강장치(제 1 구동장치)

131a : 구동 모터 131b : 감속장치

131c : 캠 포지셔너 131s : 출력치차

132 : 횡 링크 132a, 132b : 끝단부

134 : 횡 링크 134a, 134b, 134s : 끝단부

135 : 입력치차 136, 136s : 종 링크

137 : 지지핀 150 : 지지플레이트

152 : XY 스테이지(제 2 구동장치)

160 : 제 1 지지아암(플레이트 지지부재)

161 : 지지핀

162 : 제 1 지지아암(플레이트 지지부재)

163 : 지지핀

164 : 제 2 지지아암(플레이트 지지부재)

165 : 지지핀 170, 172 : 제 1 이음매 부재

174 : 제 2 이음매 부재

S : 스폿트 점(회동 지지점)

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 스폿트 라이트로 비추어진 피 검사 평면체의 검사면의 일점을 고정점으로 하고, 이 고정점을 중심으로 피 검사 평면체를 기울이기도 하며 이동하는 구동장치를 구비하는 것을 기본적 특징으로 한다. 구체적으로는, 이하와 같이 구성된다.

즉, 포토마스크등의 표면 검사장치는, 지지플레이트와, 라이팅과, 제 1 구동장치와, 제 2 구동장치와를 구비한다. 상기 지지플레이트에는 피 검사 평면체가 재치된다. 상기 라이팅은, 상기 지지플레이트에 재치된 피 검사 평면체의 피 검사면상의 일점(이하, 스폿트점 이라고도 한다)과 그 주변을 비춘다. 상기 제 1 구동장치는, 고정 베이스에 지지되고, 라이팅에 비추어진 피 검사 평면체의 상기 일점 즉, 스폿트점을 회동지지점으로 하고, 이 회동지지점을 통하는 피 검사 평면체의 피 검사면의 법선이 모든 방향으로 기울어지도록, 지지플레이트를 기울게 한다. 상기 제 2 구동장치는, 상기 지지플레이트를, 상기 지지플레이트에 재치된 피 검사 평면체의 피 검사면을 따라서 대략 직교하는 2 방향으로 이동시킨다.

상기 구성에 의하면, 피 검사 평면체는 지지플레이트에 재치되며, 그 피 검사면이 라이팅에 의하여 조명된다. 라이팅에 의하여 조사되는 스폿트점은 고정되어 있다. 제 2 구동장치는, 지지플레이트를 피 검사면을 따른 2 방향으로 적당한 패턴으로 이동시키고 피 검사 평면체를 스폿트점에 대하여 이동시킨다. 이것에 의하여, 스폿트점이 피 검사 평면체의 검사면상을 순차 이동하여 스폿트점과 그 주변의 조명영역이 검사면 전체를 망라하도록 할 수 있다.

스폿트점과 그 주변의 조명영역내에 먼지나 흠 등의 결점을 발견한 경우에, 제 1 구동장치를 동작시켜서 피 검사 평면체를 기울여서 피 검사면에 대한 라이팅 조사각도를 여러 가지 적당하게 바꾸어서 보다 상세하게 검사할 수 있다. 이때, 피 검사 평면체는 스폿트점을 중심으로 기울어지기 때문에 조명 영역내에서 발견한 결점은 조명영역내에 남게 된다.

따라서, 상기 구성의 포토마스크등의 표면 검사장치에 의하면, 피 검사 평면체를 사람 손에 의하지 않고 지지된 상태로 표면 검사가 가능하며, 피 검사 평면체를 기울이더라도 결점을 보지 못하지 않는다.

바람직하기로는, 지지플레이트에 재치된 피 검사 평면체의 피 검사면의 법선과 평행한 회전축 둘레에 지지플레이트를 회전시키는 제 3 구동장치를 더 구비한다.

상기 구성에 의하면, 제 3 구동장치에 의해 피 검사 평면체를 회전시켜 방향을 바꾸어 검사할 수 있다. 따라서, 검사정도를 보다 높일 수 있다.

바람직하기로는, 라이팅으로 비추어진 피 검사 평면체의 상기 일점, 즉 스폿트점을 중심으로 하는 구면을 외주면으로서 가지는 사발 형상의 대략 반구지지체를 구비한다. 이 대략반구지지체 중에, 이 대략반구지지체의 둘레 가장자리와 대략 같은 레벨로 피 검사 평면체를 지지하는 상기지지플레이트와, 상기 지지플레이트를 이동시키는 상기 제 2 구동장치와를 구비한다. 상기 제 1 구동장치는, 상기 대략 반구지지체를 상기 대략 반구지지체의 외주면을 따라 이동시킨다.

상기 구성에 의하면, 대략 반구지지체의 외주면은 구면이므로, 제 1 구동장치가 대략 반구지지체를 그 외주면을 따라 구동해도 외주면의 구면 중심은 이동되지 않는다. 결국, 외주면의 구면 중심을 회동 중심으로 하여 대략 반구지지체는 기울어진다. 피 검사 평면체는 대략 반구지지체의 둘레 가장자리와 대략 같은 레벨로 지지되기 때문에, 대략 반구지지체의 기울어짐 범위내에 있어서, 검사면을 보는 시선이나 스폿트점 및 그 주변을 비추는 라이팅으로부터의 조명광이 대략 반구지지체에 의하여 방해되지 않도록 하는 것이 용이하다. 따라서, 간단한 구성으로 피 검사 평면체를 스폿트점을 고정점으로 하여 기울어지게 할 수 있다.

바람직하기로는, 상기 대략 반구지지체의 안에, 지지플레이트에 재치된 피 검사 평면체의 피 검사면의 법선에 평행한 회전축 둘레에 지지플레이트를 회전시키는 제 3 구동장치를 더 구비한다.

상기 구성에 의하면, 제 3 구동장치에 의해 피 검사 평면체를 회전하며, 방향을 바꾸어 검사할 수 있다. 따라서, 검사정도를 보다 높일 수 있다.

바람직하기로는, 상기 제 1 구동장치는, 대략 반구지지체 지지수단과, 2개의 구동벨트와, 구동벨트 구동수단과를 구비한다. 대략 반구지지체 지지수단은, 상기 대략 반구지지체를 상기 대략 반구지지체의 외주면을 따라 미끄럼 동작이 자유롭게끔 지지한다.

상기 2개의 구동벨트는, 상기 대략 반구지지체의 외주면을 따라 대략 서로 직교하여 배치된다. 상기 2개의 구동벨트는 그 양끝단이 상기 회동지지점을 좁게 대향하는 상기 대략 반구지지체의 둘레 가장자리의 4점에 각각 고정된다. 상기 구동벨트 구동수단은, 상기 구동벨트를 각각 대략 구동벨트 연장 방향으로 이동시킨다.

상기 구성에 의하면, 구동벨트 구동수단에 의하여 구동벨트가 인장되면, 대략 반구지지체는 그 인장 방향으로 기운다. 2개의 구동벨트에 의하여, 대략 반구지지체를 대략 직교하는 2 방향으로 기울임으로써 외주면의 구면중심, 즉 회동지지점을 통하는 피 검사 평면체의 피 검사면의 법선이 모든 방향으로 기울어지도록 지지플레이트를 기울어지게 할 수 있다. 따라서 제 1 구동장치를 간단히 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제 2 의 기술적 과제를 해결하기 위해, 이하의 구성의 표면 검사장치를 제공한다.

즉, 상기 제 1 구동장치는, 적어도 3개의 종 링크와 승강수단과를 구비한다. 적어도 3개의 상기 종 링크는 상기 회동지지점을 통하여 상기 피 검사면과 대략 직교하는 기준축의 주위에, 이 기준축과 대략 평행하게 각각 배치되며, 상기 피 검사면을 포함하는 평면상에 있어서 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재에 각각 결합된다. 상기 승강수단은, 이 각 종 링크를 대략 상기 기준축을 따라서, 즉 상기 기준축과 대략 평행으로 각각 승강시킨다. 적어도 하나의 상기 종 링크는 상기 기준축과 평행으로 배치되며 상기 기준축과 함께 제 1 링크쌍을 이루며, 이 제 1 링크쌍은 상기 피 검사면에 평행하게 배치된 제 2 링크쌍과 함께 평행 링크 기구를 구성한다. 이 적어도 하나의 종 링크와 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재와는 이 종 링크의 연장 방향의 축 둘레의 상대 회전이 저지된다.

상기 구성에 있어서, 지지플레이트 또는 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재는, 적어도 하나의 종 링크의 연장방향의 축 둘레의 상대 회전이 저지되고 있으므로, 승강수단을 동작시키고 이 적어도 하나의 종 링크를 승강시키며, 요구되면 다른 종 링크를 적당하게 승강시킴으로써, 회동지지점 즉 피 검사면상의 일점이 이동하지 않도록 하여, 피 검사면을 기울어지게 할 수 있다. 예를 들면, 간단한 일례로서, 120도 마다에 배치된 3개의 종 링크를 구비하고 평행 링크 기구를 구성하는 하나의 종 링크를 지지플레이트 또는 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재와의 결합점을, 평행 링크 기구의 제 2 링크쌍과 이 하나의 종 링크와의 두 개의 결합점을 통하는 직선상에 배치한 경우에 대하여 설명하면, 이 하나의 종 링크의 승강에 의하여 회동지지점인 피 검사면상의 일점은 평행 링크 기구의 각 링크를 포함하는 평면내로 이동한다. 이때, 반대로, 회동지지점인 피 검사면상의 일점이 기준축으로부터 벗어나더라도, 다른 두 개의 종 링크를 적당히 승강시키면 회동지지점인 피 검사면상의 일점을 기준축상의 원위치로 되돌릴 수 있다. 따라서, 회동지지점을 통하며 또한 평행 링크 기구의 각 링크를 포함하는 평면에 수직인 직선을 중심으로 지지플레이트 또는 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재, 따라서 피 검사면을 회동시킬 수 있다.

회동지지점이 기준축상에 위치하는 상태대로, 다른 종 링크를 적당히 승강시키면, 적어도 하나의 종 링크와 지지플레이트 또는 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재와의 결합점과 회동지지점과를 통하는 직선을 중심으로 지지플레이트 또는 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재, 따라서 피 검사면을 회동시킬 수 있다.

상기 구성에 의하면, 적어도 3개의 종 링크를 승강수단에 의하여 적당히 승강시킴으로써, 회동지지점을 중심으로 피 검사면을 모든 방향으로 기울어지게 할 수 있다. 따라서, 포토마스크등의 피 검사 평면체를 사람 손에 의하지 않고 지지된 상태로 표면검사 할 수 있고, 피검사 평면체를 기울이더라도 조명영역내에서 발견한 결점을 보는 것을 놓치지 않는다.

또한, 상기 구성에 의하면, 각 종 링크는 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재에 접근하여 배치하는 것이 가능하다. 따라서, 포토마스크등의 표면 검사장치를 가능한 한 소형화할 수 있다.

상기 구성의 포토마스크등의 표면 검사장치는 여러 가지 태양으로 구체화된다.

바람직하게는, 상기 제 1 구동장치는 평행 링크 구동장치와 링크 승강장치와로 된다. 상기 평행 링크 구동장치는 한쌍의 횡 링크와 한쌍의 종 링크와를 구비한다. 상기 한쌍의 횡 링크는 상기 회동지지점을 통하며 또한 상기 피 검사면과 대략 직교하는 기준축을 포함하는 기준 평면내에 있어서 상기 피 검사면에 평행하게 각각 배치된다. 상기 한쌍의 횡 링크의 각각의 중간 부분은 상기 기준축을 통하며 또한 상기 기준 평면과 직교하는 회전축을 중심으로 회동이 자유롭게끔 상기 고정 베이스에 결합된다. 상기 한쌍의 종 링크는 상기 기준 평면내에 있어서 상기 기준축의 양측에 상기 기준축과 평행하게 각각 배치된다. 상기 한쌍의 종 링크는, 상기 한쌍의 횡 링크의 양끝단에 회동이 자유롭게끔 각각 결합되며, 또한 상기 피 검사면을 포함하는 평면내에 있어서 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재에 회동이 자유롭게끔 각각 결합된다. 상기 링크 승강장치는, 하나의 횡 링크와 하나의 종 링크와를 구비한다. 상기 하나의 횡 링크는, 상기 기준축을 통하며 또한 상기 기준평면과 직교하는 평면내에 있어서 상기 피 검사면에 평행하게 배치된다. 상기 하나의 횡 링크의 일끝단은, 상기 기준평면내에서 상기 기준축과 직교하는 회전축을 중심으로 회동이 자유롭게끔 상기 고정 베이스에 결합된다. 상기 하나의 종 링크는, 상기 기준축을 통하며 또한 상기 기준평면과 직교하는 평면내 또는 그 근방에 있어서 상기 기준축과 대략 평행하게 배치된다. 상기 하나의 종 링크는, 상기 횡 링크의 다른 끝단에 회동이 자유롭게끔 결합되며, 또한 상기 피 검사면을 포함하는 평면내에 있어서 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재에 회동이 자유롭게끔 결합된다.

상기 구성에 있어서, 평행 링크 구동장치가 동작하면, 기준 평면내에 있어서 횡 링크는 그 중간부분을 중심으로 회동하고, 한쌍의 종 링크의 일방은 상승하며 다른쪽은 하강한다. 상대하는 링크는 서로 평행하게 되도록 결합되어 있으므로 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재와 한쌍의 종 링크와의 각 결합점을 통하는 직선은, 이 직선과 기준축과의 교점, 즉 회동지지점을 중심으로 기준평면내에서 회동한다. 이것에 의하여, 피 검사면은 회동지지점을 통하여 기준평면에 직교하는 직선을 중심으로 회동한다.

한편, 링크 승강장치가 작동하면, 기준축을 통하며 또한 기준평면과 직교하는 평면내에 있어서, 횡 링크는 그 일끝단을 중심으로 회동하고, 종 링크가 상승 또는 하강하며, 지지플레이트 또는 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재와 종 링크와의 결합점이 승강한다. 이것에 의하여, 피 검사면은 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재와 평행 링크 구동장치의 한쌍의 종 링크와의 각 결합점을 통하는 직선을 중심으로 회동한다.

상기 구성에 의하면, 평행 링크 구동장치에 의한 피 검사면의 회동과 링크 승강장치에 의한 피 검사면의 회동과를 조합시키는 것에 의하여, 피 검사면을 회동지지점을 중심으로 모든 방향으로 기울어지게 할 수 있다. 또한, 포토마스크등의 표면 검사장치의 소형화가 용이하며, 구성을 간단히함과 동시에 피 검사면의 기울어짐의 제어를 용이하게 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제 1 구동장치는, 평행 링크 구동장치와 링크 승강장치와로 된다. 상기 평행 링크 구동장치는, 하나의 횡 링크와 한쌍의 종 링크와를 구비한다. 상기 하나의 횡 링크는, 상기 회동 지지점을 통하며 또한 상기 피 검사면과 대략 직교하는 기준축을 포함하는 기준평면내에 있어서 상기 피 검사면에 평행하게 배치된다. 상기 하나의 횡 링크의 중간 부분은, 상기 기준축을 통하며 또한 상기 기준평면과 직교하는 회전축을 중심으로 회동이 자유롭게끔 상기 고정 베이스에 결합된다. 상기 한쌍의 종 링크는 상기 기준평면 또는 그 근방에 있어서 상기 기준축의 양측에 상기 기준축과 대략 평행하게 각각 배치된다. 상기 한쌍의 종 링크의 일끝단은, 상기 횡 링크의 양끝단에 회동이 자유롭게끔 각각 결합되며, 그 다른 끝단은 상기 피 검사면을 포함하는 평면내에 있어서 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재에 회동이 자유롭게끔 각각 결합된다. 상기 링크 승강장치는, 한쌍의 횡 링크와 하나의 종 링크와를 구비한다. 상기 한쌍의 횡 링크는, 상기 기준축을 통하며 또한 상기 기준평면과 직교하는 평면내에 있어서 상기 피 검사면에 평행하게 각각 배치된다. 상기 한쌍의 횡 링크의 각각의 일끝단은, 상기 기준평면내에서 상기 기준축과 직교하는 회전축을 중심으로 회동이 자유롭게끔 상기 고정 베이스에 결합된다. 상기 한쌍의 횡 링크의 각각의 다른 끝단은 상기 기준축에 관하여 서로 같은 쪽에 배치된다. 상기 하나의 종 링크는, 상기 기준축을 통하며 또한 상기 기준평면과 직교하는 평면내에 있어서 상기 기준축과 평행하게 배치된다. 상기 하나의 종 링크는, 상기 한쌍의 횡 링크의 상기 다른 끝단에 회동이 자유롭게끔 각각 결합되며, 또한 상기 피 검사면을 포함하는 평면내에 있어서 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재에, 그 연장방향의 축둘레의 상대회전이 저지된 상태로, 회동이 자유롭게끔 각각 결합된다.

상기 구성에 있어서, 링크 승강장치가 동작하면, 한쌍의 횡 링크가 회동하고, 하나의 종 링크가 상승 또는 하강하며, 종 링크와 지지플레이트 또는 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재와의 결합점이 승강한다. 이것에 의하여, 피 검사면은, 지지플레이트 또는 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재와 평행링크 구동장치의 한쌍의 종 링크와의 각 결합점을 통하는 직선을 중심으로 회동한다.

한편, 평행 링크 구동장치가 동작하면, 하나의 횡 링크가 회동하고, 한쌍의 종 링크의 일방이 상승하고 다른 쪽이 하강하며, 지지플레이트 또는 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재와 평행 링크 구동장치의 한쌍의 종 링크와의 결합점의 한쪽이 상승하고 다른쪽이 하강한다. 이것에 의하여, 피 검사면은 회동지지점을 통하여 기준평면에 직교하는 직선을 중심으로 회동한다.

상기 구성에 의하면, 평행 링크 구동장치에 의한 피 검사면의 회동과 링크 승강장치에 의한 피 검사면의 회동과를 조합함으로써 피 검사면을 회동지지점을 중심으로 모든 방향으로 기울어지게 할 수 있다. 또한, 포토마스크등의 표면검사 장치의 소형화가 용이하며, 구성을 간단히함과 동시에 피 검사면의 기울어짐의 제어를 용이하게 할 수 있다.

이하에, 도 1∼도11에 나타낸 본 발명의 각 실시형태에 관한 포토마스크 표면 검사장치(10),(100),(100X)에 대하여 설명한다.

먼저, 제 1 실시형태의 포토마스크 표면 검사장치(10)를 개략적으로 설명한다. 이 포토마스크 표면 검사장치(10)는 도 1의 정면도 및 측면도에 나타내는 바와 같이, 대략 장치 본체(12)와 조작 유니트(20)와를 구비한다.

장치 본체(12)는 그 내부에 대략 도시하지 않은 제 1 및 제 2 스테이지와, 도시하지 않은 반송 로보트와, 검사 스테이지 유니트(30)와, 제 1 및 제 2 조명 라이트(60),(61)와, 제어 유니트(28)와를 구비한다.

제 1 스테이지에는, 미검사의 포토마스크를 수납한 수납 케이스(Ⅰ)를 재치하고, 제 2 스테이지에는 검사완료의 포토마스크를 수납하는 수납 케이스(Ⅱ)를 재치하도록 되어 있다. 반송 로보트는, 포토마스크의 반송 및 핸들링을 행한다. 즉, 제 1 스테이지에 재치된 수납 케이스(Ⅰ)로부터 1매의 포토마스크를 빼내서 검사 스테이지 유니트(30)의 지지플레이트(50)상에 재치하기도 하고, 지지플레이트(50)상의 포토마스크를 반전시키기도하며, 지지플레이트(50)상의 포토마스크를 제 2 스테이지의 수납 케이스(Ⅱ)에 회수하기도 한다. 검사 스테이지 유니트(30)는, 상세하게는 후술하나, 지지플레이트(50)상의 포토마스크의 표면 검사를 위하여 지지플레이트(50)를 이동하기도 하고 기울어지게하기도 하며, 회전한다. 제 1 및 제 2 조명 라이트(60),(61)는, 지지플레이트(50)상의 포토마스크를 상방 및 측방으로부터 조명한다. 제어 유니트(28)는, 반송 로보트나 검사 스테이지 유니트(30)등의 동작을 제어한다.

장치 본체(12)에는, 포토마스크를 수납한 수납 케이스(Ⅰ) 및 (Ⅱ)를 출입하기 위한 반입문(14)과, 내부의 검사 스테이지 유니트(30)의 지지플레이트(50)상의 포토마스크를 장치 외부로부터 관찰하기 위한 검사창(16)과가 설치되며, 장치 본체(10)의 내부가 깨끗한 상태로 유지되도록 되어 있다.

조작 유니트(20)에는, 두 개의 죠이스틱(22)과 도시하지 않은 각종 조작버튼 등이 배치되며, 반송 로보트나 검사 스테이지 유니트(30)의 조작을 행할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 검사 스테이지 유니트(30)의 구성에 대하여, 도 2∼도 4를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 2는 검사 스테이지 유니트(30)의 평면도와, 도 3은 중앙단면도, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 개략도이다.

검사 스테이지 유니트(30)는, 대략 개구부가 위를 향한 상태로 배치되는 사발 형상의 대략 반구지지체(31)와, 대략 반구지지체(31)내에 고정된 XY 스테이지(54)와, XY 스테이지(54)상에 이동가능하게 고정된 회전 유니트(52)와, 회전 유니트(52)상에 회전 가능하게 고정된 지지플레이트(50)와를 구비한다.

대략 반구지지체(31)내에 고정된 XY 스테이지(54)는, 직교하는 XY의 2 방향에 배치된 안내축(54X),(54Y)을 구비하고, 회전 유니트(52)를 Xo,Yo의 2방향으로 이동하여 지지플레이트(50)를 일점 쇄선으로 나타낸 이동영역(51)내의 소정위치에 배치할 수 있도록 되어 있다. 회전 유니트(52)는, 지지플레이트(50)의 중심을 중심으로하여 지지플레이트(50)를 회전시킨다. XY 스테이지(54) 및 회전 유니트(52)에는 전원이나 신호등의 케이블류(56),(58)가 접속되어 있다. 케이블류(56,(58)는 대략 반구지지체(31)의 둘레 가장자리를 통하도록 되어 있다.

대략 반구지지체(31)에는, 포토마스크(80)에로의 먼지부착을 방지하기 위한 위로부터 아래로의 공기의 흐름을 형성하기 위한 공기 빼기 구멍(34)이 설치되어 있다. 대략 반구지지체(31)는, 그 외주면 하부가 보올 베어링(33)으로 지지되며, 직교하여 배치된 2개의 구동벨트(40)에 의하여 외주면을 따라서 대략 반구지지체(31) 전체가 임의의 방향으로 기울어지도록 되어 있다.

상세하게는, 대략 반구지지체(31)의 외주면은 표준 위치의 지지플레이트(50)상에 재치된 포토마스크(80)의 일점, 즉 스폿트점(S)을 중심으로 하는 구면이다. 대략 반구지지체(31)의 둘레 가장자리의 플랜지(32)에는, 90도 마다에 4개의 구동벨트 부착팔(36)이 상방 외향으로 돌출 설치되고, 각 구동벨트 부착팔(36)의 앞끝단에는 회동이 자유롭게끔 구동벨트 부착구(38)가 고정되어 있다. 구동벨트 부착팔(36)은, 검사창(16)으로부터의 검사원의 시선을 차단하지 않도록, Xo,Yo 방향에 대하여 약 45。 벗어난 위치에 설치되어 있다. 각 구동벨트(40)는, 외측면에 이빨을 가지고, 양끝단이 대략 반구지지체(30)의 중심축(Z)에 관하여 대칭 위치로 되는 각 한쌍의 구동벨트 부착팔(36)의 구동벨트 부착구(38)에 각각 고정되며, 대략 반구지지체(30)의 하부에 연장하도록 되어 있다. 구동벨트(40)는, 대략 반구지지체(30)의 하부에 있어서, 안내풀리(42),(48)와 텐션풀리(44)에 의해 안내되며, 외주면에 치차를 가지는 구동풀리(46)에 치합하여 구동되도록 되어 있다. 안내풀리(42),(48)는 장치 본체(12)의 고정 베이스에 고정된다. 텐션풀리(44)는, 장치 본체(12)의 고정 베이스에 상하 이동 가능하게 고정되며, 아래쪽으로 힘이 가해지도록 되어 있다. 구동풀리(46)는, 장치 본체(12)의 고정 베이스에 고정된 도시되지 않은 구동모터에 의하여 회전된다.

대략 반구지지체(31)는, 직교하는 2개의 구동벨트(40)의 각각의 이동에 의하여, 스폿트(S)를 중심으로, 임의의 방향으로 기운다. 즉, 구동모터의 구동에 의하여 구동풀리(46)가 회전하면 구동벨트(40)가 이동하고, 구동벨트(40)는 일끝단측의 구동벨트 부착팔(36)을 하방으로 인장한다. 이것에 의하여, 대략 반구지지체(30)는, 스폿트점(S)을 통하는 수평축(도 4에 있어서는, 지면에 수직인 축)을 중심으로 회동한다. 텐션풀리(44)는 아래쪽으로 힘이 가해지고 있기 때문에, 대략 반구지지체(31)가 기울어진때에 하방위치(45)로 이동하여 구동벨트(40)의 휨을 제거하고 있다. 구동모터에는 펄스 엔코더가 설치되어, 구동벨트(40)의 이동에 의한 대략 반구지지체(30)의 경사각도를 산출할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 이 포토마스크 검사장치(10)를 이용하여 목시검사를 행하는 방법에 대하여 도 5 및 도 6을 이용하여 설명한다.

도 5는 검사준비 완료시의 대략 사시도이다. 검사원(90)은, 도시하지 않은 목시창(16) 너머로 검사 스테이지 유니트(30)에 대면한다. 검사준비 완료시에는, 검사 스테이지 유니트(30)의 도시하지 않은 지지플레이트(50)상에 포토마스크(80)가 재치되며 수평으로 지지된다. 이때, 지지플레이트(50)는 그 중심이 스폿트(S)에 일치한 표준위치에 있다.

포토마스크(80)를 전체적으로 대강 목시 검사할 때에는 포토마스크(80)의 바로위의 제 1 조명 램프(60)만을 사용한다. 한편, 정밀하게 목시검사할 때에는, 검사원(90)에 대하여 측방으로부터 포토마스크(80)의 미소영역을 스폿트 조명하는 제 2 조명 램프(62)를 사용한다.

미소영역을 조금씩 공들여서 목시 검사할 때에는, 도 6(Ⅰ)에 나타내는 바와 같이, Xo축을 중심으로 지지플레이트(50)를 기울이고, 검사원(90)에 대하여 지지플레이트(50)의 손앞이 내려가고 뒤가 올라가도록 한다. 다음에, 테이블을 XY 방향으로 이동하고, 포토마스크(80)의 위치를 부호(81)로 나타내는 위치까지 이동하며, 제 2 조명 램프(62)에 의한 스폿트광이 포토마스크(81)의 우상끝단을 조명하도록 한다. 그리고, 도 6(Ⅱ)에 있어서 부호(82)로 나타내는 바와 같이, 지지플레이트(50)를 Y방향 뒤쪽으로 이동하여 포토마스크의 위치(81)를 이동시킨다. 스폿트광이 포토마스크(80)의 다른 끝단에 도달하면, 지지플레이트(50)를 X방향 우측으로 조금 이동한 후, 지지플레이트(50)를 Y방향 손앞쪽으로 이동시킨다. 이와 같이 지지플레이트(50)를 이동시켜서 스폿트 광으로 포토마스크(80)의 표면 전체를 순차 조명한다. 또한, 이 포토마스크 검사장치(10)에서는, 지지플레이트(50)의 이동중에 대략 반구지지체(30) 전체가 주기적으로 기울어져서 포토마스크(80)의 마스크면이 물결치듯이 흔들리면서 이동하는 웨이브 모드를 선택할 수 있도록 되어 있다.

지지플레이트(50)의 이동중에, 검사원은 포토마스크(80)의 스폿트 광으로 조명된 미소영역만을 목시 관찰한다. 그래서, 미소영역에 무엇인가의 이상, 예를 들면 부분적인 번쩍거림이나 그림자를 발견한 때에는, 조작 유니트(20)의 정지 버튼을 눌러서 지지플레이트(50)의 이동을 정지한다. 그리고, 조작 유니트(20)의 죠이스틱(22)을 조작하여 스폿트점(S)을 중심으로 지지플레이트(50)를 적당히 기울여서 더욱 상세하게 조사한다. 제거가능한 먼지가 부착되어 있는 경우에는, 적당한 방법으로 그 먼지를 제거한다. 먼지나 흠 등의 불량이라고 판정될 때에는, 조작 유니트(20)의 도시하지 않은 결점 메모리 버튼을 누르고, 그 위치를 기록하여, 다음에 그 위치로 복귀하여 재관찰할 수 있다.

포토마스크(80)의 표면 전체를 검사한 후, 지지플레이트(50)를 표준위치로 복귀시키고, 필요하면 회전 유니트(50)를 동작시켜서 포토마스크(80)의 방향을 바꾸어서, 예를 들면 90도 마다에 상기와 마찬가지의 목시 검사를 행한다. 또한, 필요하면, 편면의 검사후에 반송로보트로 포토마스크(80)를 반전하여서, 반대면의 목시 검사를 행한다.

목시 검사 종료후, 반송 로보트에 의하여 포토마스크(80)를 지지플레이트(50)로부터 제 2 스테이지의 수납 케이스(Ⅱ)에 회수한다.

이 장치를 이용하면, 사람이 개재하지 않은 장치내에 포토마스크(80)를 격리한 상태로 목시 검사를 행할 수 있으므로 먼지를 일으키는 것을 방지할 수 있다. 검사원은 직접 포토마스크(80)를 손으로 잡을 필요가 없으므로 피로가 경감된다. 또한, 스폿트점(S)에 대하여 포토마스크(80)를 자동 이송하기 때문에 마스크면 전체를 빠짐없도록 정밀하게 검사할 수 있다. 스폿트점(S)은 고정되어 있으므로, 검사원은 시선을 이동할 필요가 없고, 스폿트광이 닿은 영역만을 주의를 집중할 수 있다. 따라서, 목시 검사의 작업효율이 향상됨과 함께 검사정도의 향상도 기대할 수 있다.

또한, 마스크면의 기울어짐이 주기적으로 변하도록 하여, 즉 마스크면이 물결치는 것과 같이 하여 포토마스크(80)룰 자동 이송함으로써, 결점을 보다 발견하기 쉽게 하여서 검사 정도의 향상을 도모할 수 있다.

스폿트점(S)은 고정되어 있고 마스크면을 기울여도 이동하지 않으므로, 스폿트점(S) 및 그 주변에 결점을 발견하였을때에 결점을 보지 못하는 일없이, 마스크면을 경사 마스크면에 대한 스폿트광 및 시선의 방향을 적당하게 바꾸어서 결점을 더욱 목시 관찰할 수 있다.

다음에, 도 7∼도 9에 나타낸 본 발명의 제 2 실시형태의 포토마스크 포면 검사장치(100)에 대하여 설명한다.

먼저, 이 포토마스크 표면 검사장치(100)를 개략적으로 설명한다. 이 포토마스크 표면 검사장치(100)는 평면도인 도 7, 도 7의 선 Ⅷ-Ⅷ을 대략 따라서 절단한 단면도인 도 8, 도 7의 선 Ⅸ-Ⅸ을 대략 따라서 절단한 단면도인 도 9에 나타내는 바와 같이, 대략 상자 형상의 장치 본체(101)와, 그 앞부분에 배치된 조작 유니트(102)를 구비한다. 장치 본체(101)는, 주위가 둘레벽(110)으로 덮여지고, 상부가 개방되어 있다. 장치 본체(101)의 내부에는 포토마스크(80)를 재치하기 위한 검사 스테이지 유니트(103)가 배치되어 있다. 둘레벽(110)의 앞 부분에는 절결(112)이 형성되어서, 검사원(90)이 장치 내부의 검사 스테이지 유니트(103)에 재치된 포토마스크(80)를 볼 수 있도록 되어 있다. 조작 유니트(102)의 상면에는 죠이스틱(104)이 설치되고, 내부에는 제어 유니트(108)가 수납되어 있다.

다음에, 검사 스테이지 유니트(103)의 구성에 대하여 설명한다. 검사 스테이지 유니트(103)는, 대략 지지플레이트(150)와, XY 스테이지(152)(도 7에서는 도시하지 않음)와, 지지아암(160),(162),(164)과, 평행 링크 구동장치(120) 및 링크 승강장치(130s)(도 7에서는 도시하지 않음)와를 구비한다. 지지플레이트(150)는, 평행 링크 구동장치(120)에 의하여 2점에서, 링크 승강장치(130s)에 의하여 1점에서, 따라서 합계 3점에서 지지되도록 되어 있다. 이하에서는 도시한 바와 같이, 표준 위치에 있는 지지플레이트(150)상에 재치된 포토마스크(80)의 수평방향으로 연장하는 피 검사면상의 1점을 스폿트점(8)이라고 하고, 스폿트점(S)을 통하는 직교 3축을 X축, Y축, Z축이라고 한다. 즉, 스폿트점(S)을 통하는 수평면내에 있어서, 검사원(90)에 대하여 좌우 방향으로 X축, 전후 방향으로 Y축, 수직축을 Z축으로 한다. 스폿트점(S)의 근방은, 도시하지 않은 조명장치에 의하여 적당한 각도로 조명된다. 조명장치는, 장치(100)에 설치하여도, 장치(100)와는 별개 독립으로 설치하여도 좋다.

지지플레이트(150)에는, 포토마스크(80)를 재치하기 위한 요입부가 그 상면에 형성되어 있다. 지지플레이트(150)는, XY 스테이지(152)상에 지지된다. XY 스테이지(152)는 대략 T자 형상으로 결합한 지지아암(160),(162),(164)에 의하여 지지된다. 즉, 한쌍의 제 1 지지아암(160),(162)은 X축을 따라서 양측에 각각 연장되고, 제 2 지지아암(164)은 Y축을 따라서 후방에 연장되며, 각 지지아암(160),(162),(164)은 Z축 근방에서 서로 결합하고 있다. XY 스테이지(152)의 Y축을 따라서 전방을 지지하고 있지 않은 것은, 장치의 소형화와 XY 스테이지(152)에 접속된 도시하지 않은 케이블류를 배치하는 스페이스를 설치하기 위한 것이다. 각 지지아암(160),(162),(164)의 끝단부는, 각각 이음매 부재(170),(172),(174)를 개재하여 평행 링크 구동장치(120) 및 링크 승강장치(130s)의 종 링크(126),(128),(136s)의 상끝단부에 각각 회동이 자유롭게끔 지지된다.

상세하게는, 한쌍의 제 1 이음매 부재(170),(172)는 제 1 지지아암(160),(162)의 끝단부로부터 X방향에 각각 돌출 설치된 지지핀(161),(163)과, 평행 링크 구동장치(120)의 각 종 링크(126),(128)의 상끝단부(X축 직각 단면이 대략 U자 형상)로부터 Y축에 평행하게 각각 돌출 설치된 각 한쌍의 지지핀(127),(129)과에, 각각 회전이 자유롭게끔 결합되도록 되어 있다. 제 1 지지아암(160),(162)의 각 지지핀(161),(163)의 축심과 스폿트점(S)과는, 일직선상에 오도록 되어 있다. 이 직선과 각 종 링크(126),(128)의 상끝단부의 지지핀(127),(129)의 각 축심과는 각각 1점에서 직각으로 교차하도록 되어 있다. 제 2 이음매 부재(174)는, 제 2 지지아암(164)의 끝단부로부터 Y방향으로 돌출 설치된 지지핀(165)과, 링크 승강장치(130s)의 종 링크(136s)의 상끝단부(Y축 직각 단면이 대략 U자 형상)로부터 X축과 평행하게 돌출 설치된 한쌍의 지지핀(137)과에 각각 회전이 자유롭게끔 결합되도록 되어 있다.

평행 링크 구동장치(120)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, X-Z면 내에 배치된 평행 링크 기구를 포함한다. 즉, 평행 링크 구동장치(120)는, 지지플레이트(150)를 따라서 서로 평행하게 X방향으로 연장하는 한쌍의 횡 링크(122),(124)와 각 횡 링크(122),(124)의 각각 같은 측의 끝단부(122a),(124a);(122c),(124c)에 회동이 자유롭게끔 결합되며, 서로 평행하게 Z방향으로 연장하는 한쌍의 종 링크(126),(128)와, 구동모터(121a)와 감속장치(121b)와를 구비한다. 횡 링크(122),(124)의 중간부 (122b),(124b)는 Z축의 주위에 돌출 설치한 단면이 대략 ㅁ 자 형상인 칼럼(114)에 설치된 회전축에 의하여 각각 회동이 자유롭게끔 지지된다. 이들 각 회전축은 Z축상의 1점에서 Z축과 직각으로 교차하며 또한 Y축에 평행한 축심을 가진다. 종 링크(126),(128)는 도 8에 나타내는 바와 같이, 그 상끝단부의 지지핀(127),(129)의 축심과 횡 링크(122),(124)의 끝단부(122a),(124a),(122c),(124c)와의 각 결합점의 축심과가, Y방향으로부터 보았을 때, 각각 일직선상에 오며, 또한, 이들 각 직선이 Z축에 평행하게 되도록 횡 링크(122),(124)에 결합되어 있다. 하측의 횡 링크(124)는 감속장치(121b)를 개재하여 구동모터(121a)에 의하여 회동되도록 되어 있다. 감속장치(121b)에는 캠 포지셔너(121c)(도 9 참조)가 설치되어 횡 링크(124)의 각도를 검출할 수 있도록 되어 있다.

링크 승강장치(130s)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, Y-Z면내에 배치된 링크 기구를 포함한다. 즉, 링크 승강장치(130s)는 지지플레이트(150)를 따라서 평행하게 Y방향으로 연장하는 횡 링크(134)와, 대략 Z방향으로 연장하는 종 링크(136s)와, 구동모터(131a)와, 감속장치(131b)와를 구비한다. 횡 링크(134)의 일방의 끝단부(134s)는 볼죠인트에 의하여 종 링크(136s)의 아래끝단과 결합되어 있고, 종 링크(136s)는 횡 링크(134)에 대하여 모든 방향으로 기울어질 수 있도록 되어 있다. 횡 링크(134)의 다른쪽의 끝단부(134b)는 칼럼(114)에 설치된 회전축에 의하여 회동이 자유롭게끔 지지된다. 이 회전축은 Z축상의 일점에서 Z축과 직각으로 교차하며 또한 X축에 평행한 축심을 가진다. 종 링크(136s)의 상끝단부의 지지핀(137)의 축심과, 종 링크(136s)의 하끝단부와 횡 링크(134)의 끝단부(134s)와의 결합점의 축심과는 Z축에 평행한 동일 직선상에 배치되어 있다. 횡 링크(134)는 감속장치(131b)를 개재하여 구동모터(131a)에 의하여 회동되도록 되어 있다. 상세하게는, 횡 링크(134)의 끝단부(134b)에 고정된 입력치차(135)와 감속장치(131b)의 출력치차(131s)와가 치합하며, 감속장치(131b)가 평행 링크 구동장치(120)의 횡 링크(124)와 간섭하지 않도록 되어 있다. 감속장치(131b)에는 캠 포지셔너(131c)(도 8 참조)가 설치되어서 횡 링크(134)의 각도를 검출할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 평행 링크 구동장치(120) 및 링크 승강장치(130s)의 동작에 대하여 설명한다.

평행 링크 구동장치(120)는, 구동모터(121a)가 회전하면, 도 8에 있어서 실선 또는 점선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 하측의 횡 링크(124)가 회동하고, 종 링크(126),(128)의 일방이 상승하고, 다른쪽이 하강하며, 제 1 이음매 부재(170),(172)의 일방이 상승하고 다른쪽이 하강한다. 상대하는 링크(122),(124),(126),(128)가 서로 평행하게 되도록 결합되어 있기 때문에, 지지플레이트(150)는 스폿트점(S)을 통하는 Y축을 중심으로 회동한다.

한편, 링크 승강장치(130s)는, 구동모터(131a)가 회전하면, 도 9에 있어서 실선 또는 점선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 횡 링크(134)가 회동하고, 종 링크(136s)가 상승 또는 하강하며, 제 2 이음매 부재(174)가 승강한다. 이것에 의하여, 지지플레이트(150)는 제 1 지지아암(160),(162)의 지지핀(161),(163)의 축심과 스폿트점(S)과를 연결하는 직선의 주변으로 회동한다.

더욱 상세하게는, 제 2 이음매 부재(174)는, 제 1 지지아암(160),(162)의 지지핀(161),(163)의 축심과 스폿트점(S)과를 연결하는 직선에 직교하며 또한 스폿트점(S)을 통하는 평면내를 이동하지만, 제 1 지지아암(160),(162)의 지지핀(161),(163)의 축심과 스폿트점(S)과를 연결하는 직선은 평행 링크 구동장치(120)에 의하여 수평(X축)으로부터 기울어지므로, 제 2 이음매 부재(174)는 스폿트점(S)을 중심으로 하는 구면을 따라서 X,Y,Z 방향으로 이동한다. 따라서, 제 1 지지아암(160),(162)의 지지핀(161),(163)의 축심과 스폿트점(S)과를 연결하는 직선이 수평일때는, 종 링크(136s)는 X-Z 평면내에서 수직방향(Z축과 평행한 방향)으로 승강하나, 제 1 지지아암(160),(162)의 지지핀(161),(163)의 축심과 스폿트점(S)과를 연결하는 직선이 수평으로부터 기울어져 있을 때에는, 종 링크(136s)는 횡 링크(134)의 끝단부(134s)를 중심으로 기울어지면서 승강한다.

지지플레이트(150)는, 평행 링크 구동장치(120)에 의한 회동과 링크 승강장치(130s)에 의한 회동과의 조합에 의하여, 위를 향한 상태에서 스폿트점(S)을 중심으로 하여 모든 방향으로 기울어진다. 결국, 포토마스크(80)의 피 검사면상의 1점(스폿트점 S)을 고정한채, 포토마스크(80)를 기울일 수 있다.

다음에, 이 장치(100)의 조작에 대하여 설명한다. 지지플레이트(150)에 포토마스크(80)를 재치한후, 도시하지 않은 조명장치에 의하여 스폿트점(S)의 근방을 조명한다. 그리고, 죠이스틱(104)을 조작하여, 조명영역에 대하여 포토마스크(80)를 순차 이동시키면서 포토마스크(80)의 조명부분을 관찰한다. 이때, 죠이스틱(104)의 상끝단에 설치한 버튼(106)을 누르면서 죠이스틱(104)을 뒤집으면, 뒤집힌 방향에 대응하여 XY 스테이지(152)가 구동하고, 지지플레이트(150)는 죠이스틱(104)이 뒤집힌 방향으로 피 검사면을 따라 평행 이동한다. 버튼(106)을 놓거나 죠이스틱(104)을 중립위치로 되돌리면, 지지플레이트(150)는 정지한다. 버튼(106)을 놓은 상태로 죠이스틱(104)을 뒤집으면, 뒤집힌 방향에 대응하여 평행 링크 구동장치(120) 및 링크 승강장치(130s)가 구동하고 지지플레이트(150)가 기울어진다. 죠이스틱(104)을 조작했을 때의 지지플레이트(150)의 평행 이동속도나 기울어지는 속도는, 제어 유니트(108)에 설치된 볼륨에 의해 미리 설정해 놓을 수 있도록 되어 있다.

한편, 도시하지 않은 자동 운전 버튼을 누르면, 미리 프로그램된 정해진 패턴으로, 평행 링크 구동장치(120) 및 링크 승강장치(130s)가 자동적으로 작동하여 지지플레이트(150)를 적당히 요동하는 것과 함께 XY 스테이지(152)가 자동적으로 작동하여 지지플레이트(150)를 스폿트점(S)에 대하여 적당하게 이동시키도록 하여, 이상 발견시에 도시하지 않은 정지 스위치를 누르면 상술의 수동 조작으로 절환되도록 구성해도 좋다.

이상과 같이 구성한 장치(100)는, 제 1 실시형태의 장치(10)와 마찬가지로, 목시 검사의 작업효율 향상과 검사 정도의 향상을 기대할 수 있으나, 그것에 더하여서 소형화가 용이하며, 또한 지지플레이트(150)의 기울어짐의 제어가 용이하게 된다.

즉, 상술한 제 1 실시형태의 장치(10)에서는, 대략 반구체(31)가 기울어지더라도 구동벨트(40)가 대략 반구체(31)에 간섭하지 않도록 구동벨트 부착팔(36)을 대략 반구체(31)보다 외측 상방으로 돌출 설치할 필요가 있었으나, 이 장치(100)에서는 지지플레이트(150)의 지지부인 이음매부재(170),(172),(174)를 지지플레이트(150)와 대략 동일면상에 접근하여 배치하는 것이 가능하다. 따라서, 소형화가 용이하다.

또한, 상술한 제 1 실시형태의 장치(10)에서는, 구동벨트(40)를 검사원에 대하여 45도로 배치하여 죠이스틱(22)의 종 또는 횡 방향의 조작에 대응하여, 양방의 구동벨트(40)를 구동할 필요가 있으나, 이 장치(100)에서는 죠이스틱(104)의 종 또는 횡 방향의 조작에 대응하여 평행 링크 구동장치(120) 또는 링크 승강장치(130s)의 어느것인가 한쪽을 구동하도록 구성할 수 있다. 따라서, 지지플레이트(150)의 기울어짐의 제어가 용이하게 된다.

다음에, 제 3 실시형태의 표면 검사장치(100x)에 대하여, 도 10 및 도 11을 참조하면서 설명한다. 제 3 실시형태의 표면 검사장치(100x)는 , 상기 제 2 실시형태의 표면 검사장치(100)와 대략 같게 구성되나, 볼죠인트를 링크 승강장치에서가 아니고 평행 링크 구동장치에 사용하고 있는 점에서 상기 제 2 실시형태와 다르다. 이하, 같은 구성 부분에는 같은 부호를 사용하고, 상위점을 중심으로 설명한다.

평행 링크 구동장치(120s)는, 도 8에 상당하는 도 10에 나타내는 바와 같이, X-Z면내에 배치된 링크 기구를 포함한다. 즉, 평행 링크 구동장치(120s)는, 지지플레이트(150)를 따라서 서로 평행하게 X방향으로 연장하는 횡 링크(124)와, 횡 링크(124))의 양끝단부(124s),(124t)에 볼죠인트에 의해 모든 방향으로 회동이 자유롭게끔 결합되고, 서로 대략 평행하게 Z방향으로 연장하는 한쌍의 종 링크(126s),(128s)와, 구동모터(121a)와, 감속장치(121b)와를 구비한다. 횡 링크(124)의 중간부(124b)는 Z축의 주위에 돌출 설치한 단면이 대략 ㅁ자 형상의 칼럼(114)에 설치된 회전축에 의하여 회동이 자유롭게끔 지지된다. 이 회전축은 Z축상의 1점에서 Z축과 직각으로 교차하며 또한 Y축에 평행한 축심을 가진다. 종 링크(126s),(128s)는 볼죠인트를 개재하여 횡 링크(124)의 양끝단부(124s),(124t)에 회동이 자유롭게끔 각각 결합되어 있다. 횡 링크(124)는 감속장치(121b)를 개재하여 구동모터(121a)에 의하여 회동되며 캠 포지셔너(121c)(도 11 참조)에 의해 그 각도가 검출되도록 되어 있다.

링크 승강장치(130)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, Y-Z면내에 배치된 평행 링크 기구를 포함한다. 즉, 링크 승강장치(130)는, 지지플레이트(150)를 따라서 서로 평행하게 Y방향으로 연장하는 한쌍의 횡 링크(132),(134)와, 각 횡 링크(132),(134)의 같은 쪽의 끝단부(132a),(134a)에 각각 회동이 자유롭게끔 결합되어 Z방향으로 연장하는 종 링크(136)와, 구동모터(131a)와, 감속장치(131b)와를 구비한다. 각 횡 링크(132),(134)의 다른 쪽의 끝단부(132b),(134b)는, 칼럼(114)에 설치된 회전축에 의하여 각각 회동이 자유롭게끔 지지된다. 이들 각 회전축은 Z축상의 일점에서 Z축과 직각으로 교차하며 또한 X축에 평행한 축심을 가진다. 종 링크(136)는, 그 상끝단부의 지지핀(137)의 축심과 횡 링크(132),(134)의 끝단부(132a),(134a)와의 각 결합점의 축심과가, X방향으로부터 보았을 때, 일직선상에 오며, 또한 이 직선이 Z축에 평행으로 되도록 횡 링크(132),(134)에 결합되어 있다. 하측의 횡 링크(134)는 감속장치(131b)를 개재하여 구동모터(131a)에 의하여 회동되도록 되어 있다.

다음에, 평행 링크 구동장치(120s) 및 링크 승강장치(130)의 동작에 대하여 설명한다.

링크 승강장치(130)는, 구동모터(131a)가 회전하면, 도 11에 있어서 실선 또는 점선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 승강기구(130)의 하측의 횡 링크(134)가 회동하고 종 링크(136)가 상승 또는 하강하며 제 2 이음매부재(174)가 승강한다. 이것에 의하여, 지지플레이트(150)는 제 1 지지아암(160),(162)의 지지핀(161),(163)의 축심과 스폿트점(S)과를 연결하는 직선 주변을 회동한다.

한편, 평행 링크 구동장치(120s)는, 구동모터(121a)가 회전하면 도 10에 있어서 실선 또는 점선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 평행 링크 구동장치(120s)의 횡 링크(124)가 회동하고 종 링크(126s),(128s)의 한쪽이 상승하고 다른 쪽이 하강하며, 제 1 이음매부재(170),(172)의 한쪽이 상승하고 다른 쪽이 하강한다. 제 1 이음매부재(170),(172)는, 스폿트점(S)을 통하며, 또한 스폿트점(S)과 제 2 지지아암(164)의 지지핀(165)을 연결하는 직선에 대하여 직각인 평면내에서 회동한다.

스폿트점(S)과 제 2 지지아암(164)의 지지핀(165)과를 연결하는 직선이 수평(Y축)으로부터 기울어져 있는 때에 평행 링크 구동장치(120s)가 작동하면, 제 1 이음매부재(170),(172)는 스폿트점(S)과 제 2 지지아암(164)의 지지핀(165)과를 연결하는 직선에 직교하고 또한 스폿트점(S)을 통하는 평면내에서 X,Y,Z방향으로 이동하기 때문에, 종 링크(126s),(128s)는 각각 횡 링크(124)의 끝단부(124s),(124t)를 중심으로 기울어진다. 그러나, 지지플레이트(150)는, X-Z면내에서의 회동만이 허용되도록 링크 승강장치(130)의 종 링크(136)에 결합되며, 또한 평행 링크 구동장치(120s)에 의하여 제 1 이음매부재(170),(172)의 Z방향의 승강량의 절대치가 같으므로, 스폿트점(S)은 이동하지 않는다.

따라서, 평행 링크 구동장치(120s)에 의한 회동과 링크 승강장치(130)에 의한 회동과를 조합함으로써, 지지플레이트(150)를 스폿트점(S)을 중심으로하여 모든 방향으로 기울어지게 할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 각 실시형태에 한정되는 일없이, 기타 여러 가지 태양으로 실시 가능하다.

예를 들면, 제 2 및 제 3 실시형태의 장치(100),(100x)에 있어서, 평행 링크 구동장치(120),(120s) 및 링크 승강장치(130),(130s)는 적당한 방법으로 구동할 수 있다. 예를 들면, 종 링크(126),(136)를 실린더로 승강하도록 해도 좋다. 혹은, 제 2 실시형태에 있어서, 링크 승강장치(130a) 이외의 구동장치에 의하여 지지핀(161),(163)의 축심과 스폿트점(S)과를 연결하는 직선의 주변에 지지플레이트(150)를 회동하도록 구성해도 좋다. 또한, 제 2 실시형태에 있어서, 평행 링크 구동장치(120)의 횡 링크(122),(124)의 길이를 예를 들어 반으로 하고 종 링크(126),(128)의 형상을 〈자 형상으로 절곡한 형상으로 해도 좋다. 혹은, 제 2 실시형태에 있어서, 링크 승강장치(130s) 대신에 제 3 실시형태의 평행 링크 구동장치(120s)와 마찬가지로 구성한 제 2 평행 링크 구동장치를 평행 링크 구동장치(120)와 직각으로 배치함으로써, 지지플레이트(150)를 합계 3점에서 지지하는 대신에 합계 4점에서 지지하도록 해도 좋다. 더욱이, 상기 각 실시형태의 장치(10),(100),(100x)를, 포토마스크 이외의 평면체(예를 들면, 웨이퍼) 등의 표면 검사에 사용할 수 있다. 또한, 목시 검사에 한정하지 않고, 검사원 대신에 카메라를 이용하여 자동검사를 적용하는 것도 가능하다.

이상에서 개시한 바와 같이, 본원 발명에 따른 포토마스크등의 표면 검사장치에 의하면, 적어도 3개의 종 링크를 승강수단에 의하여 적당히 승강시키거나, 평행 링크 구동장치에 의한 피 검사면의 회동과 링크 승강장치에 의한 피 검사면의 회동과를 조합함으로써, 회동지지점을 중심으로 피 검사면을 모든 방향으로 기울어지게 할 수 있다. 따라서, 포토마스크등의 피 검사 평면체를 사람 손에 의하지 않고 지지된 상태로 표면 검사 할 수 있고, 피 검사 평면체를 기울이더라도 조명영역내에서 발견한 결점을 보는 것을 놓치지 않게 된다. 또한, 포토마스크등의 표면 검사장치의 소형화가 용이하며, 구성을 간단히 함과 동시에 피 검사면의 기울어짐의 제어를 용이하게 할 수 있다.

Claims (7)

1. 피 검사평면체(80)가 재치되는 지지플레이트(50),(150)와,

   그 지지플레이트(50),(150)에 재치된 피 검사평면체(80)의 피 검사면상의 일점(S)과 그 주위를 비추는 라이팅(62)과,

   고정 베이스에 지지되고, 라이팅(62)으로 비추어진 피 검사평면체(80)의 상기 일점(S)을 회동지지점으로 하고, 이 회동지지점을 통하는 피 검사평면체(80)의 피 검사면의 법선이 모든 방향으로 기울어지도록, 지지플레이트(50),(150)를 기울어지게 하는 제 1 구동장치(30,40,46),(120,130s),(120S,130)와,

   지지플레이트(50),(150)를, 그 지지플레이트(50),(150)에 재치된 피 검사평면체(80)의 피 검사면 주위에 대략 직교하는 2 방향으로 이동시키는 제 2 구동장치(54),(152)와를 구비한 것을 특징으로 하는 포토마스크등의 표면 검사장치.
2. 제 1 항에 있어서, 지지플레이트(50)에 재치된 피 검사평면체(80)의 피 검사면의 법선에 평행인 회전축 둘레로 지지플레이트(50)를 회전시키는 제 3 구동장치(52)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 포토마스크등의 표면 검사장치.
3. 제 1 항에 있어서, 라이팅(62)으로 비추어진 피 검사평면체(80)의 상기 일점(S)을 중심으로 하는 구면을 외주면으로서 가지는 사발 형상의 대략 반구지지체(31)를 구비하며, 그 대략 반구지지체(31)의 안에, 그 대략 반구지지체(31)의 둘레 가장자리(32)와 대략 같은 레벨로 피 검사평면체(80)를 지지하는 상기 지지플레이트(50)와, 상기 지지플레이트(50)를 이동시키는 상기 제 2 구동장치(54)와를 구비하며,

   상기 제 1 구동장치(30,40,46)는, 상기 대략 반구지지체(31)를 상기 대략 반구지지체(31)의 외주면을 따라서 이동시키는 것을 특징으로 하는 포토마스크등의 표면 검사장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 대략 반구지지체(31)의 안에, 지지플레이트(50)에 재치된 피 검사평면체(80)의 피 검사면의 법선에 평행한 회전축 둘레에 지지플레이트(50)를 회전시키는 제 3 구동장치(52)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 포토마스크등의 표면 검사장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 구동장치(120,130s),(120s,130)는,

   상기 회동지지점(S)을 통하며 상기 피 검사면과 대략 직교하는 기준축(Z)의 주위에, 그 기준축(Z)과 대략 평행하게 각각 배치되며, 상기 피 검사면을 포함하는 평면상에 있어서 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재(160),(162),(164)에 각각 결합된 적어도 3개의 종 링크(126,128,136s),(126s,128s,136)와, 그 각 종 링크(126,128,136s),(126s,128s,136)를 대략 상기 기준축(Z)을 따라서 각각 승강시키는 승강수단과를 구비하며,

   적어도 하나의 상기 종 링크(126,128),(136)는, 상기 기준축(Z)과 평행하게 배치되고 상기 기준축(Z)과 함께 제 1 링크쌍을 이루며, 그 제 1 링크쌍은 상기 피 검사면에 평행하게 배치된 제 2 링크쌍(122,124),(132,134)과 함께 평행 링크 기구를 구성하며,

   그 적어도 하나의 종 링크(126,128),(136)와 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재(160,162),(164)와는 그 종 링크(126,128),(136)의 연장방향의 축 둘레의 상대 회전이 저지된 것을 특징으로 하는 포토마스크등의 표면 검사장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 구동장치(120,130s)는 평행 링크 구동장치(120)와 링크 승강장치(130s)와로 되며,

   상기 평행 링크 구동장치(120)는,

   상기 회동지지점(S)을 통하며 또한 상기 피 검사면과 대략 직교하는 기준축(Z)을 포함하는 기준평면(X-Z)내에 있어서 상기 피 검사면에 평행하게 각각 배치되고 각각의 중간부분(122b,124b)이 상기 기준축(Z)을 통하며 또한 상기 기준평면(X-Z)과 직교하는 회전축을 중심으로 회동이 자유롭게끔 상기 베이스에 결합된 한쌍의 횡 링크(122,124)와, 상기 기준평면(X-Z)내에 있어서 상기 기준축(Z)의 양측에 상기 기준축(Z)과 평행하게 각각 배치되며 상기 한쌍의 횡 링크(122,124)의 양끝단(122a,122c),(124a,124c)에 회동이 자유롭게끔 각각 결합되며 또한 상기 피 검사면을 포함하는 평면내에 있어서 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재(160,162)에 회동이 자유롭게끔 각각 결합된 한쌍의 종 링크(126,128)와를 구비하며,

   상기 링크 승강장치(130s)는,

   상기 기준축(Z)을 통하며 또한 상기 기준평면(X-Z)과 직교하는 평면(Y-Z)내에 있어서 상기 피 검사면에 평행하게 배치되며 그 일끝단(134b)이 상기 기준평면(X-Z)내에서 상기 기준축(Z)과 직교하는 회전축을 중심으로 회동이 자유롭게끔 상기 고정베이스에 결합된 하나의 횡 링크(134)와, 상기 기준축(Z)을 통하며 또한 상기 기준평면(X-Z)과 직교하는 평면(Y-Z)내 또는 그 근방에 있어서 상기 기준축(Z)과 대략 평행하게 배치되며 상기 횡 링크(134)의 다른 끝단(134s)에 회동이 자유롭게끔 결합되며, 또한 상기 피 검사면을 포함하는 평면내에 있어서 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재(164)에 회동이 자유롭게끔 결합된 하나의 종 링크(136s)와를 구비한 것을 특징으로 하는 포토마스크등의 표면 검사장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 구동장치(120s,130)는, 평행 링크 구동장치(120s)와 링크 승강장치(130)와로 되며,

   상기 평행 링크 구동장치(120s)는,

   상기 회동지지점(S)을 통하며 또한 상기 피 검사면과 대략 직교하는 기준축(Z)을 포함하는 기준평면(X-Z)내에 있어서 상기 피 검사면에 평행하게 배치되며 그 중간부분(124b)이 상기 기준축(Z)을 통하며 또한 상기 기준평면(X-Z)과 직교하는 회전축을 중심으로 회동이 자유롭게끔 상기 고정 베이스에 결합된 하나의 횡 링크(124)와, 상기 기준평면(X-Z) 또는 그 근방에 있어서 상기 기준축(Z)의 양측에 상기 기준축(Z)과 대략 평행하게 각각 배치되며 그 일끝단이 상기 횡 링크(124)의 양끝단(124s,124t)에 회동이 자유롭게끔 각각 결합되며 그 다른 끝단이 상기 피 검사면을 포함하는 평면내에 있어서 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재(160,162)에 회동이 자유롭게끔 각각 결합된 한쌍의 종 링크(126s,128s)와를 구비하며,

   상기 링크 승강장치(130)는,

   상기 기준축(Z)을 통하며 또한 상기 기준평면(X-Z)과 직교하는 평면(Y-Z)내에 있어서 상기 피 검사면에 평행하게 각각 배치되며 각각의 일끝단(132b,134b)이 상기 기준평면(X-Z)내에서 상기 기준축(Z)과 직교하는 회전축을 중심으로 회동이 자유롭게끔 상기 고정베이스에 결합되며 각각의 다른 끝단(132a,134a)이 상기 기준축(Z)에 관하여 서로 같은 쪽에 배치된 한쌍의 횡 링크(132,134)와, 상기 기준축(Z)을 통하며 또한 상기 기준평면(X-Z)과 직교하는 평면(Y-Z)내에 있어서 상기 기준축(Z)과 평행하게 배치되며 상기 한쌍의 횡 링크(132,134)의 상기 다른 끝단(132a,134a)에 회동이 자유롭게끔 각각 결합되며 또한 상기 피 검사면을 포함하는 평면내에 있어서 상기 지지플레이트 또는 상기 지지플레이트를 지지하는 플레이트 지지부재(164)에 그 연장방향의 축 둘레의 상대 회전이 저지된 상태로 회동이 자유롭게끔 각각 결합된 하나의 종 링크(136)와를 구비한 것을 특징으로 하는 포토마스크등의 표면 검사장치.