(57)【要約】【課題】  搬送経路の特定箇所に基板が有るか否かを光電式センサによって非接触で検知することができ、且つセンサの発熱を極力抑えてパターン描画誤差の発生を抑制する。【解決手段】  基板検知装置であって、搬送経路の特定の場所に基板１１が存在するか否かを検知するセンサ１２と、センサ１２の近傍に配置され、センサ１２を周期的に且つ該周期よりも短いパルスで駆動する電源供給部１５と、センサ１２の近傍に配置され、電源供給部１５によるセンサ１２の駆動タイミングと同期してセンサ１２の検出信号から基板１１の有無状態を測定し、この測定データを保持する信号出力部１７と、信号出力部１７に基板検知要求信号を送出し、信号出力部１７に保持された測定データを受け取り、基板１１の有無状態を表示する状態表示部１４とを備えた。【選択図】      図３
2006135094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基板が搬送経路の特定の場所に存在するか否かを検知するセンサと、
前記センサの近傍に配置され、基板検知要求信号に応じて前記センサを駆動すると共に、該センサにより得られた検出信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段に前記基板検知要求信号を与えると共に、前記信号処理手段により得られた基板の有無情報を表示する状態表示手段と、
を具備してなることを特徴とする基板検知装置。
【請求項２】
所定の基板が搬送経路の特定の場所に存在するか否かを検知するセンサと、
前記センサの近傍に配置され、前記センサを周期的に且つ該周期よりも短いパルスで駆動する電源供給手段と、
前記センサの近傍に配置され、前記電源供給手段による前記センサの駆動タイミングと同期して前記センサの検出信号から前記基板の有無状態を測定し、この測定データを保持する信号出力手段と、
前記信号出力手段に基板検知要求信号を送出し、前記信号出力手段に保持された前記測定データを受け取り、前記基板の有無状態を表示する状態表示手段と、
を具備してなることを特徴とする基板検知装置。
【請求項３】
所定の基板が搬送経路の特定の場所に存在するか否かを検出するセンサと、
前記センサの近傍に配置され、基板検知要求信号に応じて前記センサを駆動する電源供給手段と、
前記電源供給手段に前記基板検知要求信号を与えると共に、前記センサにより得られた検出信号を入力して前記基板の有無状態を表示する状態表示手段と、
を具備してなることを特徴とする基板検知装置。
【請求項４】
所定の基板が搬送経路の特定の場所に存在するか否かを検出するセンサと、
前記センサの近傍に配置され、基板検知要求信号に応じて前記センサを駆動する電源供給手段と、
前記センサの近傍に配置され、前記基板検知要求信号に応じて前記センサの検出信号から前記基板の有無状態を測定し、この測定データを保持する信号出力手段と、
前記電源供給手段及び信号出力手段に基板検知要求信号を送出し、前記信号出力手段に保持された前記測定データを受け取り、前記基板の有無状態を表示する状態表示手段と、
を具備してなることを特徴とする基板検知装置。
【請求項５】
前記搬送経路及びセンサは真空内に配置され、これら以外の各手段は真空外に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の基板検知装置。
【請求項６】
前記基板はＬＳＩパターンが描画されるマスク又はウェハであり、前記搬送経路は電子ビーム描画装置の一部であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の基板検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム描画等に供される基板が搬送経路の特定位置にあるか否かを検知するための基板検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩの高集積化・大容量化に伴い、半導体装置に要求される回路線幅は益々狭くなってきている。半導体装置は、所望の回路パターンが形成された数十種類の原画パターン（マスク或いはレチクル）を、ウェハ上の露光領域に高精度に位置合わせした後に転写することにより作製される。
【０００３】
原画パターンとしてのマスクは、電子ビーム描画装置を用いたレジストプロセスにより作製される。即ち、ガラス基板上の全面にＣｒ膜が形成されたマスクブランクス基板を用い、このマスクブランクス基板上に塗布されたレジストに対し設計データに従って電子ビームを照射することにより、レジストパターンを形成する。そして、レジストパターンを用いてＣｒ膜を選択エッチングすることにより、高精度のＬＳＩパターンが形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
基板上に微細なパターンを描画する場合、描画途中に基板の温度が変化すると材料の膨張・収縮が生じる。基板はレーザ干渉計により精密に制御された描画ステージ上に固定されており、基板のどこにパターンを描画するかは、レーザ干渉計の測定値に基づき制御される。従って、描画中の基板に膨張・伸縮が生じるとパターンの位置誤差が生じる。例えば、マスクは合成石英などのガラスが素材であるため、合成石英の線膨張係数αはα＝０．４×１０-6（１／℃）であるので、描画中のマスクの温度が１度変化するとマスク上１３０ｍｍ隔てた２点間の距離は１×α×１３０＝５２ｎｍ変化し、パターン位置誤差となる。つまり描画中のマスクの温度変化が生じないようにする必要がある。
【０００５】
上記の問題を回避するために、基板を搬送する経路は、温度制御された恒温水を近傍に通過させることにより温度安定化を図っている。また、基板搬送にあたっては基板が搬送経路の何処に位置しているのかなどをモニタするため経路の要所に基板検知センサを配置しておく必要がある。基板を検知するための方法として接触型／非接触型センサがあるが、接触型は基板検知のためセンサが基板に接触する必要があり、接触に伴う発塵の観点から好ましくない。非接触型のセンサとしては、発光素子と受光素子を備えた光電式センサが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
光電式センサはマスクの近傍数ミリに配置され、発光素子から赤外光が放出される。マスクが存在すると赤外光はマスク表面で反射し、マスク近傍数ミリに配置された受光素子に入射する。受光素子においては入射エネルギーに応じて信号出力端子（Signal Out）の電位が変化するため、この電位をモニタすることによりマスクの有り無しが判定できることになる。しかし、これらの素子は電源（Ｖcc）を供給することにより動作するものであるため、それ自体が発熱源となり一定に保つべきマスクの温度を変化させ、パターン描画誤差の原因となるという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−１９５４７６号公報
【非特許文献１】赤外線センサデータシート（Infrared Products ＨＯＡ1180, Honeywell International Inc.）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように従来、真空内で搬送される基板が搬送経路の特定の場所にあるか否かを検知するために光電式センサを用いているが、このセンサ自体が発熱源となり、基板の温度を変化させてパターン描画誤差を招く問題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、搬送経路の特定箇所に基板が有るか否かをセンサによって非接触で検知することができ、且つセンサの発熱を極力抑えることができ、基板の温度変化によるパターン描画誤差の発生などを抑制することのできる基板検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
【００１０】
即ち、本発明の一態様に係わる基板検知装置は、所定の基板が搬送経路の特定の場所に存在するか否かを検知するセンサと、前記センサの近傍に配置され、基板検知要求信号に応じて前記センサを駆動すると共に、該センサにより得られた検出信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段に前記基板検知要求信号を与えると共に、前記信号処理手段により得られた基板の有無情報を表示する状態表示手段と、を具備してなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の別の一態様に係わる基板検知装置は、所定の基板が搬送経路の特定の場所に存在するか否かを検知するセンサと、前記センサの近傍に配置され、前記センサを周期的に且つ該周期よりも短いパルスで駆動する電源供給手段と、前記センサの近傍に配置され、前記電源供給手段による前記センサの駆動タイミングと同期して前記センサの検出信号から前記基板の有無状態を測定し、この測定データを保持する信号出力手段と、前記信号出力手段に基板検知要求信号を送出し、前記信号出力手段に保持された前記測定データを受け取り、前記基板の有無状態を表示する状態表示手段と、を具備してなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の別の一態様に係わる基板検知装置は、所定の基板が搬送経路の特定の場所に存在するか否かを検出するセンサと、前記センサの近傍に配置され、基板検知要求信号に応じて前記センサを駆動する電源供給手段と、前記電源供給手段に前記基板検知要求信号を与えると共に、前記センサにより得られた検出信号を入力して前記基板の有無状態を表示する状態表示手段と、を具備してなることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の別の一態様に係わる基板検知装置は、所定の基板が搬送経路の特定の場所に存在するか否かを検出するセンサと、前記センサの近傍に配置され、基板検知要求信号に応じて前記センサを駆動する電源供給手段と、前記センサの近傍に配置され、前記基板検知要求信号に応じて前記センサの検出信号から前記基板の有無状態を測定し、この測定データを保持する信号出力手段と、前記電源供給手段及び信号出力手段に基板検知要求信号を送出し、前記信号出力手段に保持された前記測定データを受け取り、前記基板の有無状態を表示する状態表示手段と、を具備してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、センサを連続的に駆動するのではなく、基板検知要求信号に応じて選択的に、又は一定周期で間欠的に駆動するため、センサ自体の発熱を極めて少なくすることができる。また、センサを駆動するための電源供給手段をセンサの近傍に配置しているため、センサ駆動のための電流を長い距離にわたるケーブル等に流す必要はなく、センサ駆動に伴う誘導電流による影響を極力少なくすることができる。
【００１５】
これにより、マスクなどの基板上にＬＳＩのパターンを描画する場合、描画中の基板の温度を一定に保つことができ、高精度パターンを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる基板検知装置を示す概略構成図である。
【００１８】
ＬＳＩパターンが描画されるマスク１１が、図示しない電子ビーム描画装置中の搬送経路において待機チャンバ１６内に保持されている。マスク１１は、ＬＳＩパターンを描画前のマスクブランクス基板であり、その上にレジストが塗布されたものである。搬送経路の特定箇所には、マスク１１がこの箇所に来たときに近接し、該マスク１１の有無を検知するセンサ１２が配置されている。センサ１２は、チャンバ１６外でセンサ１２に近接配置（数〜十数センチの範囲）された信号処理部１３に接続され、信号処理部１３はこれとは遠く離れた状態表示部１４に接続されている。
【００１９】
センサ１２は、図２に示すように、ＬＥＤなどの発光素子２１とフォトトランジスタなどの受光素子２２を備えた光電式センサである。このセンサ１２は、マスク１１が搬送経路の特定箇所に存在する場合にマスク１１の近傍数ミリに配置され、発光素子２１から赤外光が放出される。マスク１１が存在すると赤外光はマスク表面で反射し、マスク近傍数ミリに配置された受光素子２２に入射する。受光素子２２においては入射エネルギーに応じて信号出力端子（Signal Out）の電位が変化し、これによりマスク１１の有り無しが判定できることになる。
【００２０】
信号処理部１３は、センサ１１を駆動するための電源とセンサ１１の検出信号を一時記憶するための記憶部を備えており、状態表示部１４からのマスク検知要求信号に応じて動作するようになっている。状態表示部１４は、図示しない電子ビーム描画装置より送出されたマスク有り無し確認要求に従い、信号処理部１３にマスク検知要求信号を送出すると共に、信号処理部１３に保持されたマスク有無情報をディスプレイ表示するものとなっている。
【００２１】
本装置では、電子ビーム描画装置からマスク有り無し確認要求が送出されると、状態表示部１４がこれを受けて、センサ１２の近傍に配置された信号処理部１３に対してマスク有無検知要求信号を送出する。信号処理部１３は、マスク検知要求信号に従いセンサ１２に電源を供給する。この電源供給によりセンサ１２が駆動されると、発光素子２１から光が照射されるが、搬送経路の特定箇所にマスク１１が存在すると、マスク１１に光が照射されその反射光が受光素子２２に入射され、マスク１１が検知されることになる。センサ１２による検知信号は信号処理部１３にて処理され、マスク有無情報として一時記憶され状態表示部１４に送出される。そして、センサ１２とは遠隔配置された状態表示部１４にマスク１１の有無が表示されることになる。
【００２２】
上記手順に従えば、センサ１２ヘの電源供給は電子ビーム描画装置より指示されるタイミングでのみ行えば良く、センサ駆動に伴う発熱を極めて微小に抑えることが可能となる。また、センサ１２と信号処理部１３との距離は数〜十数センチと極めて短く、センサ駆動のための誘導電流は極めて短い距離のみでしか発生しないため、センサ１２による検知信号を正しく伝えることが可能となる。
【００２３】
ここで、センサを常時通電状態とするのではなく、遠方に配置された制御回路からの制御信号に基づき、センサの駆動をオン／オフする方法を採用した場合、制御回路からセンサまで数〜十数メートルの距離を発光素子及び受光素子に接続するケーブルを敷設する必要がある。これにより、駆動オン／オフ動作に伴い誘導電流が生じ、この誘導電流の影響で検出信号が正しく伝わらない。本実施形態のように、センサ１２に信号処理部１３を近接配置し、信号処理部１３からセンサ１２に電源を供給すれば、誘導電流の影響を極力少なくすることができるのである。
【００２４】
なお、本実施形態において、センサ１２の配置個数は必ずしも１個に限定されるものではなく、複数個であっても良い。搬送方向に沿って複数のセンサ１２を離間配置し、各々のセンサ１２の各検知信号を基にマスク１１の有無を検出することにより、マスク１１の誤検出を確実に防止することができる。更に、マスク１１の寸法測定を行うことも可能となる。
【００２５】
このように本実施形態によれば、搬送経路の特定箇所にマスク１１が有るか否かを光電式センサ１２によって非接触で検知することができ、且つセンサ１２の発熱を極力抑えることができる。従って、マスクの温度変化を生じさせない搬送が可能となり、高精度パターン描画が実現できる。しかも、センサ駆動による誘導電流の影響も少なくすることができ、マスク検知の誤動作を防止することができる。
【００２６】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係わる基板検知装置を示す概略構成図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００２７】
第１の実施形態と同様に、マスク１１が、図示しない電子ビーム描画装置中の搬送経路において待機チャンバ１６内に保持され、待機チャンバ１６内にはマスク１１の有無を検知するセンサ１２が配置されている。センサ１２は、チャンバ１６外で電源供給部１５に接続されると共に、信号出力部１７に接続されている。これらの電源供給部１５及び信号出力部１７は、チャンバ１６の外ではあるが、センサ１２に近接した位置（数〜十数センチの範囲）に配置されている。そして、信号出力部１７は、これとは遠く離れた状態表示部１４に接続されている。
【００２８】
本装置では、状態表示部１４が図示しない電子ビーム描画装置より送出されたマスク有り無し確認要求に従い、センサ１２の近傍に配置された信号出力部１７にマスク検知要求信号を送出する。センサ１２への電源供給は、電源供給部１５により図４に示すような通電時間ｔ，周期Ｔの条件にて実施される。ここで、通電時間ｔは周期Ｔよりも十分に短いものであり、センサ１２はパルス駆動される。信号出力部１７は、電源供給部１５の発生する周期信号に基づき、センサ１２の検出信号を基にマスク１１の有り無しを検知する。そして、マスク検知要求信号に従い検出結果を状態表示部１４に通知する。
【００２９】
上記手順に従えば、センサ１２ヘの電源供給は通電時間ｔの間だけで良く、Ｔ＝１０００ｍｓ，ｔ＝１００ｍｓとすれば、センサ駆動時間を常時通電状態の１００／１０００＝１０％に低減することかできる。実際にセンサ１２による温度上昇影響を測定した結果を、図５に示す。ｔ＝１００ｍｓでセンサ駆動時間が１０％の場合、温度上昇は常時通電状態の２５％程度となり、センサ駆動による影響が低減されていることが分かる。さらに影響を低減するためにはｔを短くすれば良く、一方センサ１２が安定動作する時間はｔと比べれば十分短いため、更なる低減が期待できる。
【００３０】
また、センサ１２と電源供給部１５との距離は数〜十数センチと極めて短く、誘導電流は殆ど発生しないため、検知信号が正しく伝えることが可能となる。従って、先の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３１】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係わる基板検知装置を示す概略構成図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００３２】
第１の実施形態と同様に、マスク１１が、図示しない電子ビーム描画装置中の搬送経路において待機チャンバ１６内に保持され、待機チャンバ１６内にはマスク１１の有無を検知するセンサ１２が配置されている。センサ１２は、チャンバ１６の外でセンサ１２と近接する位置に配置された電源供給部１５に接続されている。また、センサ１２は、チャンバ１６の外で遠く離れた状態表示部１４に接続されている。
【００３３】
本実施形態では、状態表示部１４が図示しない電子ビーム描画装置より送出されたマスク有り無し確認要求に従い、センサ１２の近傍に配置された電源供給部１５にマスク検知要求信号を送出する。電源供給部１５はマスク検知要求信号に従いセンサ１２に電源を供給する。一方、状態表示部１４はマスク有り無し確認要求に同期してマスク１２の有り無しを検知し、検知結果を表示すると共に、電子ビーム描画装置に結果を通知する。
【００３４】
ここで、センサ１２により得られる検出信号はパルス状の信号となるため、状態表示部１４ではそれをサンプル・ホールドし正しく認識する構成（ソフト或いはハード）を用意する必要がある。
【００３５】
上記手順に従えば、センサ１２ヘの電源供給は電子ビーム描画装置より指示されるタイミングでのみ行えば良く、センサ駆動に伴う発熱を極めて微小に抑えることが可能となる。また、センサ１２と電源供給部１５との距離は数〜十数センチと極めて短く、誘導電流は殆ど発生しないため、検知信号が正しく伝えることが可能となる。従って、マスク１２の温度変化を生じさせない搬送が可能となり、先の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係わる基板検知装置を示す概略構成図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００３７】
第１の実施形態と同様に、マスク１１が、図示しない電子ビーム描画装置中の搬送経路において待機チャンバ１６内に保持され、待機チャンバ１６内にはマスク１２の有無を検知するセンサ１２が配置されている。センサ１２は、チャンバ１６の外でセンサ１２と電源供給部１５に接続されると共に、信号出力部１７に接続されている。これらの電源供給部１５及び信号出力部１７は、チャンバ１６の外ではあるが、センサ１２に近接した位置に配置されている。そして、電源供給部１５及び信号出力部１７は、これとは遠く離れた状態表示部１４に接続されている。
【００３８】
本実施形態では、状態表示部１４が図示しない電子ビーム描画装置より送出されたマスク有り無し確認要求に従い、センサ１２の近傍に配置された電源供給部１５にマスク検知要求信号を送出する。電源供給部１５は、マスク検知要求信号に従いセンサ１２に電源を供給する。一方、信号出力部１７は状態表示部１４からのマスク検知要求信号に同期して、センサ１２の検出信号を基にマスク１２の有り無しを検知する。そして、その検出結果を状態表示部１４に通知する。
【００３９】
上記手順に従えば、センサ１２ヘの電源供給は電子ビーム描画装置より指示されるタイミングでのみ行えば良く、センサ駆動に伴う発熱を極めて微小に抑えることが可能となる。また、センサ１２と電源供給部１５及び信号出力部１７との距離は数〜十数センチと極めて短く、誘導電流は殆ど発生しないため、検知信号が正しく伝えることが可能となる。従って、マスク１２の温度変化を生じさせない搬送が可能となり、先の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４０】
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、光電式センサをチャンバ内のマスクと近接する位置に配置したが、マスクを検知するためにレーザ光照射手段などをマスクから離れたチャンバ外壁に設置する方法を採用することも可能である。この場合、センサ自体の発熱は問題とならないが、マスク表面に照射される光エネルギーによる温度上昇が無視できないため、本発明のようにセンサを間欠駆動することによる効果が期待できる。
【００４１】
また、実施形態では、検査対象とする基板を、電子ビーム描画に供されるマスク基板（より具体的にはマスクブランクス基板）とし、搬送経路を電子ビーム描画装置の一部としたが、本発明は必ずしも電子ビーム描画されるマスク基板に限らずイオンビーム描画されるマスク基板に適用することもできる。また、荷電ビーム描画に限らず、光転写の際に搬送されるウェハ等の基板の検知に適用することも可能である。
【００４２】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施形態に係わる基板検知装置を示す概略構成図。
【図２】センサの具体的構成の一例を示す模式図。
【図３】第２の実施形態に係わる基板検知装置を示す概略構成図。
【図４】センサの駆動タイミングを示す信号波形図。
【図５】第２の実施形態による基板検知方法の実験結果を説明するためのもので、駆動時間と温度上昇との関係を示す特性図。
【図６】第３の実施形態に係わる基板検知装置を示す概略構成図。
【図７】第４の実施形態に係わる基板検知装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００４４】
１１…マスク（基板）
１２…センサ
１３…信号処理部
１４…状態表示部
１５…電源供給部
１６…描画待機用チャンバ
１７…信号出力部
２１…発光素子
２２…受光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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