(57)【要約】【目的】  基板パターン面への傷或いは基板の破損を防止する基板検査装置を提供することを目的とする。【構成】  本発明の基板検査装置は、被検査基板を検査する基板検査装置において、基板１０１を保持する保持具１０２と、前記保持具１０２上に前記基板１０１と非接触に配置され、前記基板１０１が前記保持具１０２の保持位置より移動した場合に、前記基板１０１と当接し、前記当接に基づく衝撃力を吸収する衝撃吸収部１０３と、を備えたことを特徴とする。【選択図】        図１
2006251005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査基板を検査する基板検査装置において、
被検査基板を保持する保持部と、
前記保持部上に前記被検査基板と非接触に配置され、前記被検査基板が前記保持部の保持位置より移動した場合に、前記被検査基板と当接し、前記当接に基づく衝撃力を吸収する衝撃吸収部と、
を備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記保持部には、前記被検査基板の幅より大きな幅に形成された開口部が設けられ、
前記衝撃吸収部は、前記被検査基板が前記保持部の保持位置より移動した場合に、前記開口部から前記被検査基板が落下する前に前記被検査基板と当接する位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項３】
前記衝撃吸収部は、弾性変形又は塑性変形して前記衝撃力を吸収することを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項４】
前記衝撃吸収部には、開口部が形成され、
前記衝撃吸収部は、前記被検査基板と当接した場合に前記開口部側に弾性変形する弾性変形部又は塑性変形する塑性変形部を有することを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項５】
前記衝撃吸収部は、前記開口部上面を塞ぐ隔壁部を有することを特徴とする請求項４記載の基板検査装置。
【請求項６】
前記衝撃吸収部は、前記弾性変形部又は塑性変形部の当接側に凸に配置され、前記被検査基板と当接する当接部を有することを特徴とする請求項４記載の基板検査装置。
【請求項７】
前記衝撃吸収部は、当接面が直行して配置され、弾性変形又は塑性変形して前記衝撃力を吸収する一体に形成された２つの弾性変形部又は塑性変形部を有し、
前記２つの弾性変形部又は塑性変形部の交差位置に前記交差位置から内部に向かってスリットを設けることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項８】
前記衝撃吸収部は、弾性ヒンジ部又は塑性ヒンジ部を有し、
前記衝撃吸収部は、前記弾性ヒンジ部又は塑性ヒンジ部を支点に弾性変形又は塑性変形して前記衝撃力を吸収することを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板検査装置に係り、特に、半導体製造に用いるマスク基板の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩの高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。これらの半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスク或いはレチクルともいう。以下、マスクと総称する）を用いて、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。よって、かかる微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクの製造には、微細な回路パターンを描画することができるパターン描画装置を用いる。かかるパターン描画装置を用いてウェハに直接パターン回路を描画することもある。電子ビーム描画装置については、文献にも記載されている（例えば、特許文献１参照）。或いは、電子ビーム以外にもレーザービームを用いて描画するレーザービーム描画装置の開発が試みられており、文献に開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
ここで、上述したようなパターン描画装置で作成されたウェハやマスクのパターンには、その製作過程でさまざまな欠陥が発生することが知られている。このような欠陥は、製作された半導体素子の動作を不可能にすることだけではなく、製造の歩留まりにも大きく影響することになる。よって、最終的な製品にかかる欠陥が生じないようにするためにも、製造過程において、欠陥を検出して修正や再製作工程にまわす検査修正工程が半導体製造では重要な技術となる。
【０００４】
そこで、かかるウェハやマスク等の基板に生じた欠陥を検査検出する基板検査装置の開発が試みられている。基板検査装置では、一般に、ＸＹステージ上において、保持具で保持された基板をＸＹ方向に所定の速度で連続移動或いはステップ移動させ、かかる移動を繰り返しながらレーザー光源を用いた光学系により光学画像を得る。そして、かかる光学画像を処理しながら基板に生じた欠陥の有無を検査する。かかる光学式の基板欠陥検査装置の一例が、文献に開示されている（例えば、特許文献３、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２３７４４５号公報
【特許文献２】米国特許５３８６２２１号公報
【特許文献３】欧州公開特許０５３２９２７−Ａ２号公報
【非特許文献１】“Ｍａｓｋ  ｄｅｆｅｃｔ  ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ  ｂｙ  ｄａｔａｂａｓｅ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｗｉｔｈ  ０．２５−０．３５μｍ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ”，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．３３（１９９４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２４は、基板検査装置に用いる保持具の構成の一例を示す図である。
図２５は、図２４のＡ矢視図である。
図２６、図２４のＢ矢視図である。
図２４では、基板１０１に隠れた保持具２０２の構成を示すため、基板１０１を点線で示している。基板１０１は、周囲をフレームに囲まれた保持具２０２の平面上の中央部分に配置される。保持具２０２の平面には、基板１０１の四隅にあたる位置に真空チャック部２０４が配置される。基板１０１は、搬送機構やロボットハンド等の組み合わせによりＸＹステージ上に搬送され、ロボットハンドにより基板検査装置内の保持具２０２の保持位置となる中央部の所定位置に搭載配置される。保持具２０２の平面には、位置決めガイド等がないため、例えば、ロボットハンドの位置決め精度に依存したかたちで基板１０１は搭載される。搭載後、真空チャック部２０４により真空吸着により検査中に位置ずれが発生しないように保持される。また、保持具２０２の平面には、基板１０１の幅よりも大きな開口面の開口部Ｈが形成される。開口部Ｈは、検査用の光学系のレーザー光が透過できるように、及びロボットハンドの基板搭載時のチャック機構の動作の干渉回避ができるように設けられている。
【０００６】
ここで、かかる構成により基板１０１の欠陥検査を行なう際、検査中、或いは装置調整中に、基板検査装置の電気系やセンサー系の不具合によりＸＹステージが暴走し、ＸＹステージが装置のメカニカルストッパに衝突する場合がある。
図２７は、ＸＹステージが暴走し、メカニカルストッパに衝突した場合の基板の動きを説明するための図である。
図２７（ａ）には、基板１０１が保持具２０２の保持位置に搭載された状態を示している。この状態では、基板１０１は、真空チャック部２０４により真空チャックされている。かかる状態で、例えば、ＸＹステージがＸ方向に暴走する場合、基板１０１が搭載された保持具２０２も一緒にＸ方向に暴走することになる。そして、図２７（ｂ）に示すように、ＸＹステージがメカニカルストッパに衝突するとその衝撃（慣性力）により真空チャック面より外れてスライドして位置ずれを起こす。そして、図２７（ｃ）に示すように、基板１０１の一端が開口部Ｈ上まで移動すると、基板１０１は、自重により開口部Ｈから落下してしまうことになる。そして、基板１０１が、開口部Ｈから落下することにより破損してしまう。さらに、基板１０１が、スライドすることによりパターン形成面が擦れ、傷をつくってしまう。
【０００７】
或いは、以下のような場合も起こる。
図２８は、ＸＹステージが暴走し、メカニカルストッパに衝突した場合の基板の別の動きを説明するための図である。
図２８（ａ）には、基板１０１が保持具２０２の保持位置に搭載された状態を示している。この状態では、基板１０１は、真空チャック部２０４により真空チャックされている。かかる状態で、例えば、ＸＹステージ１２１がＸ方向に暴走する場合、基板１０１が搭載された保持具２０２も一緒にＸ方向に暴走することになる。そして、図２８（ｂ）に示すように、ＸＹステージ１２１がメカニカルストッパに衝突するとその衝撃（慣性力）により真空チャック面より外れてスライドして位置ずれを起こす。そして、保持具２０２の壁面となる周囲のフレームに衝突することになる。そして、基板１０１が、フレームに衝突することにより、基板１０１本体やパターン形成面に傷をつけたり、最悪の場合、破損してしまう場合もある。さらに、基板１０１が、スライドすることによりパターン形成面が擦れ、傷をつくってしまう。
【０００８】
ここで、真空チャック部１０４のチャック面積を広く確保することにより、保持力が向上し衝撃による位置ずれを回避することも考えられるが、一般的には、高価な基板１０１に可能な限り四隅近傍までパターンを形成するため、四隅近傍まで光学系１１８の検査用レーザー光が透過する開口部Ｈを形成することになり、どうしても限られた小範囲で真空チャック面を構築せざるを得ない。さらに、上述したように、基板搭載時のロボットハンド１２３のチャッキング機構２１０にあたる爪部と干渉回避ができるように爪部の動作範囲は開口させる必要がある。よって、チャック面積が狭く、かつ、基板１０１の外形寸法より大きな開口部Ｈが必要となってしまい、上述したような落下による基板１０１の破損や保持具壁面への衝突による基板１０１の破損、及びパターン形成面のスライドによる傷を生じさせてしまうといった問題があった。
以上のように、従来技術においては、基板１０１を安全に保持する手段に乏しかった。
【０００９】
本発明は、かかる問題点を克服し、基板パターン面への傷或いは基板の破損を防止する基板検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の基板検査装置は、
被検査基板を検査する基板検査装置において、
被検査基板を保持する保持部と、
前記保持部上に前記被検査基板と非接触に配置され、前記被検査基板が前記保持部の保持位置より移動した場合に、前記被検査基板と当接し、前記当接に基づく衝撃力を吸収する衝撃吸収部と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、前記被検査基板が前記保持部の保持位置より移動した場合に、前記被検査基板と当接し、前記当接に基づく衝撃力を吸収するため、保持位置より移動した場合でも衝撃力を緩和しながら前記被検査基板を停止させることができる。その結果、基板パターン面への傷或いは基板の破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における基板検査装置の構成を示す概念図である。
図１において、基準ベースとなる定盤１２０は、設置床から除振台１１９を介して取り付けられている。定盤１２０上には、レーザー光源１１７と、反射ミラー２１１，２１２，２１３、受光器２１４といった光学系１１８が配置される。また、定盤１２０上には、ＸＹステージ１２１、及びその上にＺθステージ１２２が搭載される。ここで、Ｚθステージ１２２上には、被検査基板となる基板１０１を保持して配置した保持部の一例となる保持具１０２が搭載される。基板１０１は、図示していないローダーによって搬送され、所定の受け渡し位置で定盤１２０と別置き（又は連結）のロボットハンド１２３のチャッキング機構２１０でチャッキングされ、ロボットハンド１２３により基板検査装置内の保持具１０２の所定位置に搭載配置される。保持具１０２上には、衝撃吸収部１０３が基板１０１と非接触に配置され、ネジ等により保持具１０２と固定されている。ここで、本装置及びシステムはクリーンルームチャンバー内に設置され、クリーン度や温度が厳しく管理された環境で使用される。
【００１３】
以下、基板検査装置の動作について説明する。
ＸＹステージ１２１、及びＺθステージ１２２上において、保持具２０２で保持された基板１０１をＸＹ方向に所定の速度で連続移動或いはステップ移動を繰り返しながらレーザー光源１１７から照射されたレーザー光は、反射ミラー２１１，２１２で反射され、基板１０１の検査位置となるパターン像を透過した後、反射ミラー２１３で反射され、受光器２１４で受光される。かかる光学系１１８により光学画像を得る。そしてかかる光学画像を図示していない画像処理装置により処理することにより基板１０１に生じた欠陥の有無を検査する。
【００１４】
図２は、実施の形態１における基板検査装置の保持具の構成を示す図である。
図３は、図２のＡ矢視図である。
図４は、図２のＢ矢視図である。
ただし、各図において、縮尺等は一致させている訳ではない。
図２では、基板１０１に隠れた保持具１０２の構成を示すため、基板１０１を点線で示している。基板１０１は、周囲をフレームに囲まれた保持具１０２の平面上の中央部分に配置される。保持具１０２の平面には、基板１０１の四隅にあたる位置に真空チャック部１０４が配置される。基板１０１は、搬送機構やロボットハンド１２３等の組み合わせによりＸＹステージ１２１上に搬送され、ロボットハンド１２３により基板検査装置内の保持具１０２の保持位置となる中央部の所定位置に搭載配置される。保持具１０２上には、基板１０１の四隅に４つの衝撃吸収部１０３が基板１０１と非接触に所定の間隔で配置される。例えば、ロボットハンド１２３の位置決め誤差分の隙間を空けて配置するとよい。保持具１０２の平面には、位置決めガイド等がないため、従来と同様、ロボットハンド１２３の位置決め精度に依存したかたちで基板１０１は搭載される。搭載後、真空チャック部１０４により真空吸着により検査中に位置ずれが発生しないように保持される。また、保持具１０２の平面には、従来と同様、基板１０１の幅よりも大きな開口面の開口部Ｈが形成される。開口部Ｈは、検査用の光学系１１８のレーザー光が透過できるように、及びロボットハンド１２３の基板搭載時のチャッキング機構２１０にあたる爪部動作の干渉回避ができるように設けられている。
【００１５】
図５は、実施の形態１における構成において、ＸＹステージが暴走し、メカニカルストッパに衝突した場合の基板の動きを説明するための図である。
図５（ａ）には、基板１０１が保持具１０２の保持位置に搭載された状態を示している。この状態では、基板１０１は、真空チャック部１０４により真空チャックされている。かかる状態で、例えば、ＸＹステージ１２１がＸ方向に暴走する場合、基板１０１が搭載された保持具１０２や衝撃吸収部１０３も一緒にＸ方向に暴走することになる。そして、図５（ｂ）に示すように、ＸＹステージ１２１がメカニカルストッパに衝突すると、基板１０１は、衝撃（慣性力）により真空チャック面より外れてスライドして位置ずれを起こす。しかし、基板１０１が保持位置より移動した場合でも、基板１０１の一端が開口部Ｈ上まで移動する前に、基板１０１と衝撃吸収部１０３とが当接し、衝撃吸収部１０３が、弾性変形することで前記当接に基づく衝撃力を吸収し緩和しながら基板１０１を停止させる。言い換えれば、ＸＹステージ１２１が暴走し、図示しないメカニカルストッパに衝突したとしても、衝撃吸収部１０３が、前記開口部Ｈから前記基板１０１が落下する前に前記基板１０１と当接する位置に配置されることで、基板１０１が開口部Ｈから落下することを防止することができる。また、基板１０１のパターン形成面が保持具１０２面で擦れる前に基板１０１と当接する位置に配置されることで、パターン形成面を傷付けないようにすることができる。よって、基板１０１は、傷や損傷および落下などによる損傷から安全に保護することができる。また、前記保持部上に前記被検査基板と非接触に配置されることにより、ロボットハンドとの干渉を生じさせず、前記被検査基板に対する従来の搬送機構に干渉することがない。
【００１６】
以下、衝撃吸収部１０３の具体例を説明する。
図６は、実施の形態１における衝撃吸収部の構成を示す図である。
図７は、図６のＣ矢視図である。
図８は、図６のＤ矢視図である。
ただし、各図において、縮尺等は一致させている訳ではない。
衝撃吸収部１０３の具体例となる図６〜８に示す衝撃吸収部１０５は、２つの固定用穴が空けられ、かかる穴にネジを用いて保持具１０２に固定される。衝撃吸収部１０５は、いわゆるＬ型形状に形成される。そして、Ｌ型形状の直交する内角側の２つの面近傍には、上側から下側に向かって貫通する開口部である空洞部１０８，空洞部１０９が形成される。空洞部１０８，空洞部１０９が形成されたことに空洞部１０８，空洞部１０９から内角側により所定の厚さで残った部位が、両端固定梁となって基板１０１の当接により空洞部１０８側に向かって弾性変形する弾性変形部１５２と空洞部１０９側に向かって弾性変形する弾性変形部１５１となる。弾性変形部１５１，１５２が弾性変形することにより、基板１０１が当接した場合の衝撃力を吸収することができる。空洞部は、弾性変形部の変形量（たわみ量）を許容できる大きさに開口することが望ましい。弾性変形部の変形量（たわみ量）を許容できる大きさに開口することにより衝撃力の全体を吸収することができる。ただし、弾性変形部が弾性変形した結果、空洞部の壁面同士が当たってしまう程度の大きさであっても衝撃力の一部を吸収することができる。衝撃力の一部であっても基板が損傷しない程度に衝撃力が吸収できればよい。また、弾性変形部１５１と弾性変形部１５２とが直交して形成されることにより、ＸＹ両方向の衝撃による基板１０１の位置ずれに対応することができる。言い換えれば、長穴状に開口した空洞部１０８，空洞部１０９が直交して形成されることにより弾性変形部１５１と弾性変形部１５２とが直交して形成される。よって、衝撃吸収部１０５に長穴状に開口した空洞部１０８，空洞部１０９が直交して形成されることによりＸＹ両方向の衝撃による基板１０１の位置ずれに対応することができる。
【００１７】
衝撃吸収部の材料としては、例えば、テフロン（登録商標）が望ましい。例えば、アミン系やシロキサン系などのアウトガスを放出する材料は、基板検査装置の光学系レンズを曇らせることになり好ましくないことが一般的に言われている。ここでは、例えば、テフロン（登録商標）のような、基板（合成石英材が主流）より硬度が低く、アウトガスを放出しにくい材料が望ましい。
【００１８】
また、空洞部１０８，空洞部１０９上面には、外部と遮断して上面を塞ぐ隔壁部となる隔壁１４１，１４２が設けられる。隔壁１４１，１４２が設けられることにより、埃や塵などが空洞部１０８，空洞部１０９に堆積することを防ぐことができる。隔壁１４１，１４２は、一体で形成されてもよいし、別体で形成され、取り付けても構わない。
【００１９】
さらに、空洞部１０８，空洞部１０９が形成されたことにより空洞部１０８，空洞部１０９から内角側に所定の厚さで残った部位の当接側面の一部に空洞部１０８，空洞部１０９まで抜けるスリット１１２，１１３が形成されている。スリット１１２，１１３が形成されることで、空洞部１０８，空洞部１０９が形成されたことにより空洞部１０８，空洞部１０９から内角側に所定の厚さで残った部位を上下に２つに分けることができる。ここで、空洞部１０８，空洞部１０９上面に隔壁１４１，１４２を設けたことにより、隔壁１４１，１４２が、基板１０１が衝突した際、かかる空洞部１０８，空洞部１０９から内角側に所定の厚さで残った部位が弾性変形する場合の障害となってしまうことが考えられる。しかし、上述したようにかかる部位をスリットで上下に２つに分けることにより下位の部位を弾性変形部として弾性変形させることができる。言い換えれば、柔軟な隔壁構造により衝撃を吸収することができる構造とすることができる。
【００２０】
また、衝撃吸収部１０５は、前記弾性変形部１５１，１５２の当接側となる基板１０１が接触する面に部分的に凸に配置され、基板１０１と当接する当接部となる凸部１１０，１１１を設けている。基板１０１が移動して位置ずれした場合に、凸部１１０或いは／及び凸部１１１に当接させることができる。その結果、基板１０１からの衝撃力を集中して凸部１１０或いは／及び凸部１１１が受けるため、前記弾性変形部１５１或いは／及び弾性変形部１５２が、弾性変形し易くなる。特に、弾性変形部１５１，１５２の変形する梁となる部分の中央部に凸部１１０，１１１を配置することにより、より弾性変形部１５１，１５２を弾性変形し易くさせることができる。
【００２１】
図９は、衝撃吸収部に基板が衝突した状態を説明するための図である。
図９では、例えば、Ｘ方向に基板１０１が衝撃吸収部１０５に衝突した場合について説明する。また、ここでは、衝撃吸収部１０５における弾性変形部１５１がＸ方向に配置されているものとして説明する。
ＸＹステージ１２１がＸ方向に暴走し、図示しないメカニカルストッパに衝突したことにより、基板１０１がＸ方向に移動した場合、基板１０１が凸部１１１に衝突（当接）する。その衝撃力により弾性変形部１５１が空洞部１０９側（Ｘ方向）に弾性変形する。弾性変形部１５１が空洞部１０９側（Ｘ方向）に弾性変形することにより基板１０１の衝突による衝撃力を吸収することができる。その結果、基板１０１に損傷を与えることなく基板１０１を停止させることができる。
【００２２】
図１０は、実施の形態１における衝撃吸収部の弾性変形量の計算例を説明するための図である。
図１０では、例えば、Ｘ方向に基板１０１が衝撃吸収部１０５に衝突した場合について説明する。衝撃吸収部１０５の弾性変形は、両端固定梁における集中荷重と等価に計算することができる。梁の長さをＬ、集中荷重をＷ、梁の幅をｂ、梁の厚さをｔ、縦弾性係数をＥとすると、以下のように求めることができる。
断面２次モーメントＩ＝ｂ×ｔ３／１２
たわみδ＝（Ｗ×Ｌ３）／（ｋ０×Ｅ×Ｉ）  ｋ０は係数（ｋ０＝１９２）
【００２３】
例えば、衝撃吸収部の材料をテフロン（登録商標）、１５２ｍｍ角の６インチマスクの質量Ｍを０．３６ｋｇ、衝撃における加速度αを１Ｇ、Ｅ＝３．９×１０−４Ｎ／ｍ２（４０ｋｇｆ／ｍｍ２）、Ｌ＝８×１０−３ｍ、ｂ＝６×１０−３ｍ、ｔ＝４×１０−４ｍとすると、以下のような計算結果を求めることができる。
集中荷重Ｗ＝Ｍ×α／２（２つの衝撃吸収部で受けるため半分の荷重となる）＝１．８Ｎ（０．１８ｋｇｆ）
断面２次モーメントＩ＝３．２×１０−14ｍ４（０．０３２ｍｍ４）
たわみδ＝３．７５×１０−４ｍ（０．３７５ｍｍ）
【００２４】
すなわち、かかる例では、空洞部１０９には、弾性変形部１５１のたわみ量δ＝３．７５×１０−４ｍ以上の幅を形成することが望ましい。また、ここで、梁の幅ｂは、衝撃吸収部のスリット１１２の高さ位置に相当することになるが、隔壁１４１，１４２が障害とならないようにするためにも基板の厚さ以上とすることが望ましい。
【００２５】
ここで、本実施の形態では、衝撃吸収部１０５が一体のＬ型構造体となっているが、これに限るものではなく、独立分離した構造により構成しても構わない。また、空洞部１０８，空洞部１０９の開口形状も長穴状、特に図に示した小判穴に限定するものではなく、四角でも構わない。すなわち、基板１０１が衝突する壁面が弾性変形し易い形状であればよい。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１における衝撃吸収部１０５とは別の衝撃吸収部１０３の具体例を説明する。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
図１１は、実施の形態２における衝撃吸収部の構成を示す図である。
図１２は、図１１の右側面図である。
図１３は、図１１の底面図である。
ただし、各図において、縮尺等は一致させている訳ではない。
衝撃吸収部１０３の具体例となる図１１〜１３に示す衝撃吸収部１０６は、２つの固定用穴が空けられ、かかる穴にネジを用いて保持具１０２に固定される。衝撃吸収部１０６は、いわゆるＬ型形状に形成される。そして、Ｌ型形状の直交する内角側の２つの面の交差する位置或いはその近傍には、上側から下側に向かって貫通する開口部であるスリット１１４が衝撃吸収部１０６内部に向かって形成される。衝撃吸収部１０６では、基板１０１との当接面を有する弾性変形部１４３，１４４が、保持具１０２に固定される位置付近を支点に片持ち梁となって当接面とは反対側に弾性変形する。弾性変形部１４３，１４４が弾性変形することにより、基板１０１が当接した場合の衝撃力を吸収することができる。また、弾性変形部１４３の当接面と弾性変形部１４４の当接面とが直交して形成されることにより、ＸＹ両方向の衝撃による基板１０１の位置ずれに対応することができる。スリット１１４の内部側への深さは、弾性変形部１４３，１４４が弾性変形し易いように適度な深さに形成する。スリット１１４によって弾性変形部１４３，１４４の支点となる領域の幅を狭くするとともに、支点から当接位置までの長さを大きくすることにより衝撃力に対するモーメントを大きくすることができる。その結果、弾性変形部１４３，１４４を弾性変形し易くすることができる。
【００２７】
図１４は、衝撃吸収部に基板が衝突した状態を説明するための図である。
図１４では、例えば、Ｘ方向に基板１０１が衝撃吸収部１０６に衝突した場合について説明する。また、ここでは、衝撃吸収部１０６における弾性変形部１４３がＸ方向に配置されているものとして説明する。
ＸＹステージ１２１がＸ方向に暴走し、図示しないメカニカルストッパに衝突したことにより、基板１０１がＸ方向に移動した場合、基板１０１が弾性変形部１４３に衝突（当接）する。その衝撃力により弾性変形部１４３が当接面とは反対側（Ｘ方向）に弾性変形する。弾性変形部１４３が弾性変形することにより基板１０１の衝突による衝撃力を吸収することができる。その結果、基板１０１に損傷を与えることなく基板１０１を停止させることができる。
【００２８】
また、弾性変形部１４３の当接面の一部と弾性変形部１４４の当接面の一部とに、実施の形態１で示した凸部を形成するように構成することも好適である。実施の形態１で説明したように、基板１０１からの衝撃力を集中して凸部が受けるため、前記弾性変形部１４３或いは／及び弾性変形部１４４を弾性変形し易くさせることができる。
【００２９】
実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態１における衝撃吸収部１０５及び実施の形態２における衝撃吸収部１０６とは別の衝撃吸収部１０３の具体例を説明する。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
図１５は、実施の形態３における衝撃吸収部の構成を示す図である。
図１６は、図１５の右側面図である。
図１７は、図１５の底面図である。
ただし、各図において、縮尺等は一致させている訳ではない。
衝撃吸収部１０３の具体例となる図１５〜１７に示す衝撃吸収部１０７は、２つの固定用穴が空けられ、かかる穴にネジを用いて保持具１０２に固定される。衝撃吸収部１０７は、いわゆるＬ型形状に形成される。そして、Ｌ型形状の直交する内角側の２つの面の交差する位置の近傍には、２つの弾性ヒンジ１１５を形成している。弾性ヒンジ１１５は、上側から下側に向かって円形に貫通する開口部と開口部の壁面の一部から当接面とは反対側に抜けるスリットとで構成される。かかるスリットも上側から下側に向かって貫通するように形成される。衝撃吸収部１０７では、基板１０１との当接面を有する弾性変形部１４５，１４６が、弾性ヒンジを支点にとする梁となって当接面とは反対側に弾性変形する。弾性変形部１４５，１４６が弾性変形することにより、基板１０１が当接した場合の衝撃力を吸収することができる。また、弾性変形部１４５の当接面と弾性変形部１４６の当接面とが直交して形成されることにより、ＸＹ両方向の衝撃による基板１０１の位置ずれに対応することができる。弾性ヒンジ１１５のスリット幅は、弾性変形部１４５，１４６の変形量が許容できる程度の幅に形成されることが望ましい。弾性変形部の変形量（たわみ量）を許容できる大きさの幅にスリットを開口することにより衝撃力の全体を吸収することができる。ただし、弾性変形部１４５，１４６が弾性変形した結果、スリットの壁面同士が当たってしまう程度の大きさであっても衝撃力の一部を吸収することができる。衝撃力の一部であっても基板が損傷しない程度に衝撃力が吸収できればよい。弾性ヒンジ１１５を支点にすることによって弾性変形部１４５，１４６を弾性変形し易くすることができる。
【００３０】
図１８は、衝撃吸収部に基板が衝突した状態を説明するための図である。
図１８では、例えば、Ｘ方向に基板１０１が衝撃吸収部１０７に衝突した場合について説明する。また、ここでは、衝撃吸収部１０７における弾性変形部１４５がＸ方向に配置されているものとして説明する。
ＸＹステージ１２１がＸ方向に暴走し、図示しないメカニカルストッパに衝突したことにより、基板１０１がＸ方向に移動した場合、基板１０１が弾性変形部１４５に衝突（当接）する。その衝撃力により弾性変形部１４５が当接面とは反対側（Ｘ方向）に弾性ヒンジ１１５を支点に弾性ヒンジ１１５のスリットを狭める方向に弾性変形する。弾性変形部１４５が弾性変形することにより基板１０１の衝突による衝撃力を吸収することができる。その結果、基板１０１に損傷を与えることなく基板１０１を停止させることができる。
【００３１】
図１９は、実施の形態３における衝撃吸収部の弾性変形量の計算例を説明するための図である。
図１９では、例えば、Ｘ方向に基板１０１が衝撃吸収部１０７に衝突した場合について説明する。ヒンジ部切り欠け半径をＲ、集中荷重をＷ、ヒンジの幅をＢ、ヒンジ部の肉厚をＴ、縦弾性係数をＥ、ヒンジ中心から荷重作用点までの長さをＬとすると、ヒンジの傾き角度αＺを用いて以下のように求めることができる。
まず、モーメントＭＺ＝ＫＢ×αＺが成り立つ。ここで、
ＫＢ＝（２×Ｅ×Ｂ×Ｔ５／２）／（９×π×Ｒ１／２）
ＭＺ＝Ｗ×Ｌ
αＺ＝ＭＺ／ＫＢ
荷重作用点でのたわみ量δ＝ｔａｎαＺ×Ｌ
となる。
【００３２】
例えば、衝撃吸収部の材料をテフロン（登録商標）、マスク等の基板の質量Ｍを０．３６ｋｇ、衝撃における加速度αを１Ｇ、Ｅ＝３．９×１０−４Ｎ／ｍ２（４０ｋｇｆ／ｍｍ２）、Ｌ＝６×１０−３ｍ、Ｂ＝９．５×１０−３ｍ、Ｔ＝８×１０−４ｍとすると、以下のような計算結果を求めることができる。
集中荷重Ｗ＝Ｍ×α／２（２つの衝撃吸収部で受けるため半分の荷重となる）＝１．８Ｎ（０．１８ｋｇｆ）
ＫＢ＝０．１２Ｎｍ（１．２３１２．６ｋｇｆ・ｍｍ）
ＭＺ＝０．０１Ｎｍ（１．１ｋｇｆ・ｍｍ）
αＺ＝０．０８７（ｒａｄ（５°））
δ＝５．３×１０−４ｍ（０．５３ｍｍ）
【００３３】
すなわち、かかる例では、衝撃を受けるヒンジ部の肉厚が約０．８ｍｍとした場合、加速度１Ｇのときの基板からの衝撃によるたわみは約０．５３ｍｍとなる。よって、弾性ヒンジ１１５のスリットには、弾性変形部１５１のたわみ量δ＝０．５３ｍｍ以上の幅を形成することが望ましい。
【００３４】
また、弾性変形部１４５の当接面の一部と弾性変形部１４６の当接面の一部とに、実施の形態１で示した凸部を形成するように構成することも好適である。実施の形態１で説明したように、基板１０１からの衝撃力を集中して凸部が受けるため、前記弾性変形部１４５或いは／及び弾性変形部１４６を弾性変形し易くさせることができる。
【００３５】
実施の形態４．
実施の形態４では、実施の形態１〜３における衝撃吸収部とは別の衝撃吸収部１０３の具体例を説明する。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
図２０は、実施の形態４における衝撃吸収部の構成を示す図である。
図２１は、図２０の右側面図である。
ただし、各図において、縮尺等は一致させている訳ではない。また、底面図は省略している。
衝撃吸収部１０３の具体例となる図２０、図２１に示す衝撃吸収部１６８は、２つの固定用穴が空けられ、かかる穴にネジを用いて保持具１０２に固定される。衝撃吸収部１６８は、いわゆるＬ型形状に形成される。そして、Ｌ型形状の直交する内角側の２つの面の交差する位置或いはその近傍には、上側から下側に向かって貫通する開口部であるスリット１１６が衝撃吸収部１６８内部に向かって形成される。スリット１１６は、スリットよりも広く開口した空洞部１１７につながっている。衝撃吸収部１６８では、基板１０１との当接面を有するレバー部１４７，１４８が、保持具１０２に固定される穴を支点に当接面とは反対側に回転する。その際、弾性変形部１４９，１５０が取り付け用穴を支点に空洞部１１７側に弾性変形することにより、基板１０１が当接した場合の衝撃力を吸収することができる。また、レバー部１４７の当接面とレバー部１４８の当接面とが直交して形成されることにより、ＸＹ両方向の衝撃による基板１０１の位置ずれに対応することができる。スリット１１６によってＸ方向の衝撃吸収機構とＹ方向の衝撃吸収機構とを分離することができる。レバー部を用いて支点から当接位置までの長さを大きくすることにより衝撃力に対するモーメントを大きくすることができる。その結果、てこの原理により、弾性変形部１４９，１５０を弾性変形し易くすることができる。
【００３６】
図２２は、衝撃吸収部の固定方法の一例を示す図である。
本実施の形態における衝撃吸収部は、取り付け用穴を支点にするため、取り付け用穴には、ピンを差込み、回転自在に取り付けることが望ましい。上述した各実施の形態において取り付け用穴には、ピンを差込み、回転自在に取り付ける構成としてもよい。
【００３７】
図２３は、衝撃吸収部に基板が衝突した状態を説明するための図である。
図２３では、例えば、Ｘ方向に基板１０１が衝撃吸収部１６８に衝突した場合について説明する。また、ここでは、衝撃吸収部１６８におけるレバー部１４７がＸ方向に配置されているものとして説明する。
ＸＹステージ１２１がＸ方向に暴走し、図示しないメカニカルストッパに衝突したことにより、基板１０１がＸ方向に移動した場合、基板１０１がレバー部１４７に衝突（当接）する。その衝撃力によりレバー部１４７が当接面とは反対側（Ｘ方向）にピンを支点に回転する。レバー部１４７が回転することにより、弾性変形部１４９がピンを支点に弾性変形する。弾性変形部１４９がピンを支点に弾性変形することにより基板１０１の衝突による衝撃力を吸収することができる。その結果、基板１０１に損傷を与えることなく基板１０１を停止させることができる。
【００３８】
また、レバー部１４７の当接面の一部とレバー部１４８の当接面の一部とに、実施の形態１で示した凸部を形成するように構成することも好適である。実施の形態１で説明したように、基板１０１からの衝撃力を集中して凸部が受けるため、前記弾性変形部１４９或いは／及び弾性変形部１５０を弾性変形し易くさせることができる。
【００３９】
以上説明したように、上記各実施の形態によれば、基板を衝撃吸収体で保護することにより、パターン形成面への傷や基板の落下や衝突による損傷から安全に守ることができる。その結果、安全で信頼性の高い基板検査装置を提供することができる。
【００４０】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、以上の説明において「弾性」としたものを「塑性」と置き換えた構成とすることもできる。塑性変形により衝撃力を吸収し、その結果、基板に損傷を与えることなく基板を停止させることができる。
【００４１】
さらに、各種開口部のサイズ、形状などについても、弾性変形する際において必要とされるものを適宜選択して用いることができる。
【００４２】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての衝撃吸収体或いは基板検査装置は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施の形態１における基板検査装置の構成を示す概念図である。
【図２】実施の形態１における基板検査装置の保持具の構成を示す図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】図２のＢ矢視図である。
【図５】実施の形態１における構成において、ＸＹステージが暴走し、メカニカルストッパに衝突した場合の基板の動きを説明するための図である。
【図６】実施の形態１における衝撃吸収部の構成を示す図である。
【図７】図６のＣ矢視図である。
【図８】図６のＤ矢視図である。
【図９】衝撃吸収部に基板が衝突した状態を説明するための図である。
【図１０】実施の形態１における衝撃吸収部の弾性変形量の計算例を説明するための図である。
【図１１】実施の形態２における衝撃吸収部の構成を示す図である。
【図１２】図１１の右側面図である。
【図１３】図１１の底面図である。
【図１４】衝撃吸収部に基板が衝突した状態を説明するための図である。
【図１５】実施の形態３における衝撃吸収部の構成を示す図である。
【図１６】図１５の右側面図である。
【図１７】図１５の底面図である。
【図１８】衝撃吸収部に基板が衝突した状態を説明するための図である。
【図１９】実施の形態３における衝撃吸収部の弾性変形量の計算例を説明するための図である。
【図２０】実施の形態４における衝撃吸収部の構成を示す図である。
【図２１】図２０の右側面図である。
【図２２】衝撃吸収部の固定方法の一例を示す図である。
【図２３】衝撃吸収部に基板が衝突した状態を説明するための図である。
【図２４】従来の保持具の構成を示す図である。
【図２５】図２４のＡ矢視図である。
【図２６】図２４のＢ矢視図である。
【図２７】ＸＹステージが暴走し、メカニカルストッパに衝突した場合の基板の動きを説明するための図である。
【図２８】ＸＹステージが暴走し、メカニカルストッパに衝突した場合の基板の別の動きを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０１  基板
１０２，２０２  保持具
１０３，１０５，１０６，１０７，１６８  衝撃吸収部
１０８，１０９  空洞部
１１０，１１１  凸部
１１２，１１３，１１４  スリット
１１５  弾性ヒンジ
１４１，１４２  隔壁
１４３，１４４，１４５，１４６，１４９，１５０，１５１，１５２  弾性変形部
【図１】
2006251005.tif 000003
【図２】
2006251005.tif 000004
【図３】
2006251005.tif 000005
【図４】
2006251005.tif 000006
【図５】
2006251005.tif 000007
【図６】
2006251005.tif 000008
【図７】
2006251005.tif 000009
【図８】
2006251005.tif 000010
【図９】
2006251005.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2006251005.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2006251005.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2006251005.tif 000017
【図１６】
2006251005.tif 000018
【図１７】
2006251005.tif 000019
【図１８】
2006251005.tif 000020
【図１９】
2006251005.tif 000021
【図２０】
2006251005.tif 000022
【図２１】
2006251005.tif 000023
【図２２】
2006251005.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2006251005.tif 000026
【図２５】
2006251005.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
2006251005.tif 000029
【図２８】
2006251005.tif 000030