(57)【要約】【課題】受光部の位置合わせ固定が適正位置に確実に行え、またマスクを取付治具に位置出しして取着する際の誤検出の虞を低減でき、誤検出に伴う装置故障や稼働率低下を防止することができる半導体製造用マスクの傾き検査装置及び位置出し方法を提供する。【解決手段】取付治具３に取着されたマスク２と、このマスク上面に所定の入射角で検査光ＬＤを投射する投光部４と、マスク上面からの検査光ＬＤの反射光ＬＲを受光器１３で受光する受光部２２を備え、受光部２２の受光器１３で検査光ＬＤの反射光ＬＲを受光してマスク２の取付治具３への取着状態を検査する傾き検査装置で、受光部２２が、受光器１３を検査光ＬＤの入反射面に直交する方向に平行移動させる第１の移動機構部２４と、入反射面に平行な方向に平行移動させる第２の移動機構部２５とでなる平行移動機構２３を備えている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付治具に取着されたマスクと、このマスク上面に所定の入射角で検査光を投射する投光部と、前記マスク上面からの前記検査光の反射光を受光センサで受光する受光部を備え、前記受光部の受光センサで前記検査光の反射光を受光して前記マスクの前記取付治具への取着状態を検査する半導体製造用マスクの傾き検査装置において、前記受光部が、前記受光センサを平行移動させる平行移動機構を備えていることを特徴とする半導体製造用マスクの傾き検査装置。
【請求項２】
前記平行移動機構が、前記受光センサを検査光の入反射面に直交する方向に移動させる第１の移動機構部と、前記入反射面に平行な方向に移動させる第２の移動機構部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の半導体製造用マスクの傾き検査装置。
【請求項３】
平行移動機構による平行移動量を計測する計測目盛を有していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体製造用マスクの傾き検査装置。
【請求項４】
受光部が、受光センサの受光軸方向を検査光の反射光方向に一致させる軸方向調節機構を備えていることを特徴とする請求項１記載の半導体製造用マスクの傾き検査装置。
【請求項５】
検査光が、レーザー光であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造用マスクの傾き検査装置。
【請求項６】
順次取付治具に取着したマスクの位置出しを、マスク面に検査光を投射して適正であるか否かを判断して行なうようにした半導体製造用マスクの位置出し方法において、前記取付治具に適正にマスクを取着した後、適正取着された前記マスクの上面に所定の入射角で検査光を投射し、適正取着された前記マスクの上面からの反射光に受光軸方向を一致させた受光センサで該反射光を受光すると共に、前記受光センサを平行移動させて移動位置に対する受光量の変化を測定して２つの受光量変位位置を求め、得られた前記受光量変位位置から両変位位置の中央位置を算出し、算出した前記中央位置に基づいて順次前記マスクの取着の適否を判断するようにしたことを特徴とする半導体製造用マスクの位置出し方法。
【請求項７】
取着された前記マスクの取着の適否を、中央位置に位置させた受光センサで受光された受光量から判断するようにしたことを特徴とする請求項６記載の半導体製造用マスクの位置出し方法。
【請求項８】
取着された前記マスクの取着の適否を、受光センサを平行移動させて得られた受光量変化の中央位置と、適正取着されたマスクにおける受光量変化の中央位置のずれ量から判断するようにしたことを特徴とする請求項６記載の半導体製造用マスクの位置出し方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、取付治具にマスクを適正に取着するために用いる半導体製造用マスクの傾き検査装置及び位置出し方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、半導体製造用のマスクは、一般に透明なガラス基板上に画像形成材料により遮光性画像を形成したもので、例えばハードタイプのマスクは、画像形成材料のクロム等の薄膜を蒸着やスパッタリングによりガラス基板上に形成したものである。また半導体製造用のマスクは、半導体装置の高精細化に伴い超精密性が要求され、その製造工程や取り扱う半導体製造工程は、厳密な検査過程等を多く設けるなどして管理される。こうした中、半導体製造用のマスクあるいはマスク形成用のガラス基板は、その製造工程や取り扱う半導体製造工程において、取付治具の基準面にその表面を押し当てる等することにより傾斜しないよう位置出しを行ない取着して取り扱われる。
【０００３】
以下、従来の取付治具への傾斜取付がないようにするための傾き検査装置及び位置出し方法について、図４乃至図７を参照して説明する。図４は傾き検査装置の概略構成を示す正面図であり、図５はマスクが傾斜して取着された時の状態を示す図であり、図６は傾き検査装置の受光部が適正位置にない時の状態を示す図であり、図７は図６における受光部を拡大して示す図である。
【０００４】
図４乃至図７において、半導体製造用マスクの傾き検査装置１は、マスク形成用のガラス基板を含む半導体製造用マスク２が取着される取付治具３の上方に、投光部４と受光部５とを備えて構成される。投光部４と受光部５とは、共に図示しない固定部のそれぞれの取付部材に設けられたボールジョイントのクランプ６，７に、ボール部８，９を組み合わせるようにして、また互いに離間するように取り付けられている。
【０００５】
投光部４には、ボール部８を片端に有する支持部材１０の他端側に、検査光ＬＤのレーザー光を取付治具３に取着されたマスク２の表面に向け投光する投光器１１が固定されており、また受光部５には、ボール部９を片端に有する支持部材１２の他端側に、投光器１１からマスク２に投射されて反射してきた反射光ＬＲを受光する受光センサを有する受光器１３が固定されている。
【０００６】
そして、ボールジョイントのクランプ６，７を緩めることにより、投光器１１からの投光方向、受光器１３の受光方向が自在に変えられるようになっており、傾き検査に際し投光部４と受光部５は、投光器１１から所定入射角でマスク２の表面に検査光ＬＤが投射されるよう、また受光器１３でマスク２の表面で反射した検査光の反射光ＬＲが受光されるように固定される。
【０００７】
一方、取付治具３は、基台部材１４上に立設された支持部材１５上端に基準部材１６を固定して構成されており、さらに基準部材１６は、その内端部分が支持部材１５より内方側に延出しており、延出する内端部分の下面が基準面１７となっている。また基準面１７が対向する基台部材１４上には、突上げ取着機構１８が配置されており、突上げ取着機構１８の複数配置した突上げ部材１９の上端に載置されたマスク２を突上げ動作により押し上げ、マスク２の上面を基準面１７に所定の圧力で押し当てるようにして、マスク２が取付治具３に取着される。
【０００８】
また、上記のように構成された傾き検査装置１による位置出し、傾きの検査は次のように行なわれる。すなわち、先ず傾き検査装置１にセットした取付治具３に基準となるマスク２を載置し、マスク２の上面を基準面１７に突上げ取着機構１８を作動させ所定の圧力で押し当てるようにして取着する。その後、投光部４を投光器１１からの検査光ＬＤが所定入射角でマスク２の表面の所定位置に投射されるように固定する。続いて受光部５をマスク２の表面で反射した検査光ＬＤの反射光ＬＲが受光されるよう目視によって合わせ込みを行ない固定し、投光部４と受光部５の位置設定を行なう。
【０００９】
こうした投光部４と受光部５の位置設定を行なった後、次のマスク２を取付治具３に載置し、突上げ取着機構１８によりマスク２の上面を基準面１７に押し当てるようにすると共に、投光部４から検査光ＬＤをマスク２の表面に投射し、その反射光ＬＲを受光部５により受光する。この時、受光部５により反射光ＬＲが受光できない場合はマスク２が傾いて取り付けられていることになり、反射光ＬＲを受光できるように、傾き原因の除去等や突上げ取着機構１８による突き上げ動作の微調整を行い、マスク２の位置出しを行なって傾斜取り付けのない状態で取着する。その後、順次傾き検査装置１にセットした取付治具３にマスク２を載置し、上記過程によりマスク２の取付治具３への適正取着を行なう。
【００１０】
しかしながら上記の従来技術においては、取付治具３にマスク２を載置し、突上げ取着機構１８によって取着した際、図５に示すように、マスク２の上面と基準部材１６の基準面１７の間に、例えば異物２０が挟み込まれ、マスク２上面が傾いていて受光部５で反射光ＬＲが受光できない場合と、また図６に示すように、目視による合わせ込みにより固定することで受光部５の位置が適正位置に固定されていないため、あるいは、マスク２が取付治具３に適正取着されていたけれども、何らかの原因によってボールジョイントによって固定されている受光部５の位置が変わってしまったため、受光部５で反射光ＬＲが受光できなくなっている場合とが区別できない。
【００１１】
その結果、受光部５の位置が適正位置に固定されていないために、マスク２の傾きが許容範囲に入っていても、検出したマスク２の傾きが大きく位置出し不良であると誤検出してしまったり、逆に位置出し不良であっても、マスク２の傾きが許容範囲に入っているとしてしまったりする可能性があった。そして位置出し不良であるにもかかわらず、そのまま取付治具３にマスク２を取着して以降の工程にかけることで、製造装置の故障を引き起こしたり、また装置の稼働率を低下させてしまったりする虞があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは、受光部の位置合わせ固定を目視によらずに適正位置に確実に固定することができ、また半導体製造用マスクを取付治具に位置出しして取着する際の誤検出の虞を低減でき、誤検出に伴う装置故障や稼働率低下を防止することができる半導体製造用マスクの傾き検査装置及び位置出し方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体製造用マスクの傾き検査装置及び位置出し方法は、取付治具に取着されたマスクと、このマスク上面に所定の入射角で検査光を投射する投光部と、前記マスク上面からの前記検査光の反射光を受光センサで受光する受光部を備え、前記受光部の受光センサで前記検査光の反射光を受光して前記マスクの前記取付治具への取着状態を検査する半導体製造用マスクの傾き検査装置において、前記受光部が、前記受光センサを平行移動させる平行移動機構を備えていることを特徴とするものであり、
さらに、前記平行移動機構が、前記受光センサを検査光の入反射面に直交する方向に移動させる第１の移動機構部と、前記入反射面に平行な方向に移動させる第２の移動機構部とを備えていることを特徴とするものであり、
さらに、平行移動機構による平行移動量を計測する計測目盛を有していることを特徴とするものであり、
さらに、受光部が、受光センサの受光軸方向を検査光の反射光方向に一致させる軸方向調節機構を備えていることを特徴とするものであり、
さらに、検査光が、レーザー光であることを特徴とするものであり、
また、順次取付治具に取着したマスクの位置出しを、マスク面に検査光を投射して適正であるか否かを判断して行なうようにした半導体製造用マスクの位置出し方法において、前記取付治具に適正にマスクを取着した後、適正取着された前記マスクの上面に所定の入射角で検査光を投射し、適正取着された前記マスクの上面からの反射光に受光軸方向を一致させた受光センサで該反射光を受光すると共に、前記受光センサを平行移動させて移動位置に対する受光量の変化を測定して２つの受光量変位位置を求め、得られた前記受光量変位位置から両変位位置の中央位置を算出し、算出した前記中央位置に基づいて順次前記マスクの取着の適否を判断するようにしたことを特徴とする方法であり、
さらに、取着された前記マスクの取着の適否を、中央位置に位置させた受光センサで受光された受光量から判断するようにしたことを特徴とする方法であり、
さらに、取着された前記マスクの取着の適否を、受光センサを平行移動させて得られた受光量変化の中央位置と、適正取着されたマスクにおける受光量変化の中央位置のずれ量から判断するようにしたことを特徴とする方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を、図１乃至図３を参照して説明する。図１は傾き検査装置の概略構成を示す正面図であり、図２は図１における受光部を拡大して示す図であり、図３は受光部の移動位置に対する受光器電圧の変化を示す図である。なお、従来と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、従来と異なる本発明の構成について説明する。
【００１５】
図１乃至図３において、半導体製造用マスクの傾き検査装置２１は、その図示しない固定部にセットされたマスク形成用のガラス基板を含む半導体製造用マスク２が取着される取付治具３の上方に、投光部４と受光部２２とを互いに離間配置するよう設け、マスク２の取着状態（傾き）を検査するに際し、投光部４からマスク２の上面に検査光ＬＤを投射し、反射してきた反射光ＬＲを受光部２２で受光して検査するように構成されている。
【００１６】
そして投光部４については、傾き検査装置２１の図示しない固定部に設けられた２つの取付部材の一方に固定されたボールジョイントのクランプ６に、ボール部８を組み合わせるようにして取り付けられている。なお、投光部４には、支持部材１０に検査光ＬＤ、例えばレーザー光をマスク２の上面に向け投射する投光器１１が固定されている。
【００１７】
また受光部２２については、同じく固定部の他方の取付部材に固定された平行移動機構２３によって取り付けられている。平行移動機構２３は、第１の移動機構部２４と第２の移動機構部２５を備え、第１の移動機構部２４は、その固定部材２６が固定部の取付部材に固定され、可動部材２７が検査光ＬＤの入反射面に直交する方向（Ｘ方向）に移動するように構成され、その移動量及び移動位置が、例えば固定部材２６と可動部材２７との間に設けられた図示しない計測目盛によって計測できるようになっている。
【００１８】
また第２の移動機構部２５は、その固定部材２８が第１の移動機構部２４の可動部材２７に固定され、可動部材２９が検査光ＬＤの入反射面に平行な方向、すなわち可動部材２７の移動方向に直交する方向（Ｙ方向）に移動するように構成され、同じく、その移動量及び移動位置が、例えば固定部材２８と可動部材２９との間に設けられた計測目盛によって計測でき、両移動機構部２４，２５による位置設定が簡単なものとなっている。
【００１９】
さらに受光部２２は、第２の移動機構部２５の可動部材２９に固定された支持部材３０に、投光部４の投光器１１からマスク２に投射されて反射してきた反射光ＬＲを受光する受光センサを有する受光器１３が、図示しない軸方向調節機構を介して取り付けられている。そして軸方向調節機構は、受光器１３の受光軸Ｓの方向を検査光ＬＤの入反射面に平行な面内で適宜に変えることができるもので、受光器１３を、その受光軸Ｓの方向が検査光ＬＤの反射光ＬＲの方向に平行となるようにすることができる。これにより受光器１３は、平行移動機構２３による反射光ＬＲの方向に直交する面（Ｘ−Ｙ面）内での平行移動と、軸方向調節機構による調節により、その受光軸Ｓが反射光ＬＲの光軸に一致したものとなる。
【００２０】
また、傾き検査装置２１には、図示しない制御部が設けられていて、取付治具３にマスク２を取着する際の位置出し、また取着されたマスク２の傾き等の状態を検査する時の装置制御を行なうようになっており、制御部には平行移動機構２３の第１の移動機構部２４と第２の移動機構部２５におけるＸ，Ｙ方向の各移動量Ｐと、受光器１３の各移動位置における受光量Ｑに対応する受光器電圧Ｖが入力されるようになっている。
【００２１】
そして制御部では、その演算部、記憶部、比較判断部のうちの演算部で、入力された両移動機構部２４，２５のＸ，Ｙ方向の平行移動量Ｐ、各移動位置、各移動位置における受光器電圧Ｖに基づき、異なる２つの移動位置の中央位置を算出し、また算出された中央位置における受光量を測定してそれに対応する受光器電圧を、中央位置と共に記憶部に記憶するようになっている。
【００２２】
さらに比較判断部では、例えば２つのマスク２についての検査を行ない、それらの検査でそれぞれ計測、算出され、記憶された移動位置間の中央位置と、そこにおける受光器電圧とをそれぞれ比較して、両検査での値の差として中央位置の位置ずれ量、受光器電圧の差を算出し、算出結果を予め設定あるいは計測、算出して記憶されている各判断基準と対比して、マスク２の取着時の位置出しや取付状態が適正となっているか否かを判断するようになっている。
【００２３】
すなわち、２つのマスク２における検査において、一方のマスク２（基準マスク２）については適正となるよう条件設定して検査し、移動位置間中央位置（適正取着位置）と、そこにおける受光器電圧を各適正値として記憶させておき、各適正値と他方のマスク２についての検査での移動位置間の中央位置と、そこにおける受光器電圧のそれぞれの差（位置ずれ量、受光器電圧の差）を、比較判断部の判断基準に基づいて判断し、適否の判断結果を出す。なお、図示しないが、制御部には表示部が設けられていて、入力された平行移動機構２３における各移動量、受光器１３の各移動位置における受光器電圧、算出された中央位置やそこでの受光器電圧、位置ずれ量、受光器電圧の差等が表示できると共に、判断結果も表示できるようになっている。
【００２４】
そして、上記のように構成された傾き検査装置２１によるマスク２の取着時の位置出し、傾き状態の検査は、次のように行なわれる。すなわち、先ず傾き検査装置２１にセットした取付治具３に基準となるマスク２（基準マスク２）を載置し、マスク２の上面を取付治具３の基準面１７に突上げ取着機構１８を作動させ所定の圧力で押し当てるようにして傾きのない状態で適正に取着する。その後、投光部４を投光器１１からの検査光ＬＤが所定入射角でマスク２の表面の所定位置に投射されるように支持部材１０端部のボール部８をクランプ６により固定する。
【００２５】
続いて、平行移動機構２３の第１の移動機構部２４と第２の移動機構部２５をそれぞれ作動させると共に、軸方向調節機構を作動させて受光器１３の受光軸Ｓの方向が検査光ＬＤの反射光ＬＲの方向に平行となるようにし、受光部２２でマスク２の表面で反射した検査光ＬＤの反射光ＬＲが受光されるように位置設定する。この位置設定を行なうことにより、受光器１３の受光軸Ｓが検査光ＬＤの反射光ＬＲの光軸に一致したものとなる。
【００２６】
さらに、上記の通り位置設定され、受光器１３の受光軸Ｓが反射光ＬＲの光軸に一致した状態で、適正取着された基準マスク２で反射された反射光ＬＲの受光量Ｑ０を測定し、その時の両移動機構部２４，２５の位置（Ｘ０，Ｙ０）を計測し、適正取着位置（Ｘ０，Ｙ０）と受光量Ｑ０に対応する受光器電圧Ｖ０を制御部に記憶させる。
【００２７】
また受光器１３の受光軸Ｓが反射光ＬＲの光軸に一致した状態から、両移動機構部２４，２５をそれぞれ単独に平行移動動作させ、受光量Ｑの変化を受光器電圧Ｖの変化として測定し、受光器電圧Ｖが急激に変化する２つの位置（光量変位位置）（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）と、移動量（ＰＸ１，ＰＸ２），（ＰＹ１，ＰＹ２）を計測して制御部に記憶させる。なお、図３は平行移動機構２３の第１の移動機構部２４のみを作動させ、受光器１３を平行移動させた場合のＸ−Ｙ面内での移動位置Ｘに対する受光器電圧Ｖの変化を示したものである。
【００２８】
このように投光部４と受光部２２の位置設定を行なった後、次のマスク２を取付治具３に載置し、突上げ取着機構１８によりマスク２の上面を基準面１７に押し当てるようにすると共に、投光部４から検査光ＬＤをマスク２の表面に投射し、その反射光ＬＲを受光部２２で受光するようにする。この時、平行移動機構２３の第１の移動機構部２４と第２の移動機構部２５の移動位置を適正取着位置（Ｘ０，Ｙ０）にセットしておき、受光部２２で受光された反射光ＬＲの受光量ＱＡに対応する受光器電圧ＶＡを測定し、受光器電圧ＶＡが基準マスク２における受光器電圧Ｖ０に等しければ（ＶＡ＝Ｖ０、すなわち、ＱＡ＝Ｑ０）、マスク２が傾いて取着されていず、適正取着されたとの判断がなされる。
【００２９】
また、平行移動機構２３の両移動機構部２４，２５の移動位置を適正取着位置（Ｘ０，Ｙ０）にセットした時の受光量ＱＢに対応する受光器電圧ＶＢが、基準マスク２での受光器電圧Ｖ０に等しくなければ（ＶＢ≠Ｖ０）、マスク２が傾いて取着されているとの判断がなされる。そして、そのままの取着状態で両移動機構部２４，２５をそれぞれ正逆方向に作動させ、受光器１３の平行移動に伴って検出された光量変位位置（ＸＢ１，ＹＢ１），（ＸＢ２，ＹＢ２）と、位置の移動量（ＰＢＸ１，ＰＢＸ２），（ＰＢＹ１，ＰＢＹ２）を計測し、移動位置間の中央位置（ＸＢ０，ＹＢ０）を算出し、さらに適正取着位置（Ｘ０，Ｙ０）と比較して位置ずれ量を算出する。また中央位置（ＸＢ０，ＹＢ０）における受光器電圧ＶＢ０を測定し、適正取着位置（Ｘ０，Ｙ０）における受光器電圧Ｖ０と比較して受光器電圧の差を算出する。
【００３０】
そして、算出した位置ずれ量、受光器電圧の差を予め設定、記憶されている判断基準と比較し、取着の適否を判断する。また得られた位置ずれ量、受光器電圧の差が大きく、取着不良と判断された場合には、位置ずれ量、受光器電圧の差の各値からマスク２の傾き原因の判定とその除去等を行なったり、突上げ取着機構１８の突き上げ動作の微調整を行なったりして位置出しを行ない、マスク２を適正に取着する。その後、順次傾き検査装置２１にセットした取付治具３にマスク２を載置し、上記過程によりマスク２の取付治具３への適正取着を行なう。
【００３１】
以上の通り構成することで、受光部２２の受光器１３は、平行移動機構２３による反射光ＬＲの方向に直交する面（Ｘ−Ｙ面）内での平行移動で、正確に位置設定されるので、目視による合わせ込みで行なうような不確実な位置設定とならず、適正位置に容易に固定することができ、誤検出の虞がなくなる。そして、それ以降の工程での製造装置の故障を引き起こしたり、また装置の稼働率を低下させてしまったりすることがなくなる。また、取付治具３にマスク２を載置し取着した際に、マスク２の上面と基準部材１６の基準面１７の間に異物等が挟み込まれ、マスク２上面が傾いて取着された場合でも、傾き状況が正確に把握でき、傾き原因の排除及び位置出し等を速やかに行なうことが可能となる。
【００３２】
なお、上記の実施形態においては、平行移動機構２３の第１の移動機構部２４と第２の移動機構部２５を、それぞれ検査光ＬＤの入反射面に直交する方向に第２の移動機構部２５を平行移動させ、また検査光ＬＤの入反射面に平行な方向に受光器１３を平行移動させる構成としたが、両移動機構部２４，２５の平行移動方向を交差させるように構成すればよく、前述の構成に限るものではない。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、受光部の位置合わせ固定を適正位置に確実に行なうことができ、また半導体製造用マスクを位置出しして取付治具に取着する際の誤検出の虞が低減でき、誤検出に伴う装置故障や稼働率低下を防止することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における傾き検査装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】図１における受光部を拡大して示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における受光部の移動位置に対する受光器電圧の変化を示す図である。
【図４】従来技術における傾き検査装置の概略構成を示す正面図である。
【図５】従来技術におけるマスクが傾斜して取着された時の状態を示す図である。
【図６】従来技術における傾き検査装置の受光部が適正位置にない時の状態を示す図である。
【図７】図６における受光部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
２…マスク
３…取付治具
４…投光部
１３…受光器
２２…受光部
２３…平行移動機構
２４…第１の移動機構部
２５…第２の移動機構部
ＬＤ…検査光
ＬＲ…反射光
【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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