(57)【要約】【課題】フォトマスクをケースから取り出すことなく，基板上のマスクパターンの基板に対する位置（角度を含む）を測定することができるようにする。【解決手段】フォトマスク11を収納した状態でケース10を搬送装置30上に載置し，かつケースをその一面から照明装置32により照明し，ケースおよびその内部のフォトマスクを透過する光の像を撮像装置33により撮像し，撮像した光像を表示装置34の表示画面に表示する。搬送装置によってケースを搬送しながら，光像の所定の少なくとも２箇所を表示装置に表示された基準マーク50に合わせ，搬送装置から出力される移動量を表わす信号に基づいて前記２箇所の間の距離を測定する。【選択図】図４
2017044884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスクを収納したケースにその一面から照明光を照射する照明装置，
前記照明装置によって照明された前記ケースおよびその内部のフォトマスクを透過する光の像を撮像する撮像装置，
前記ケースおよび前記撮像装置の少なくともいずれか一方を，前記ケースの前記一面に平行な方向に二次元的に移動させ，かつ移動量を表わす信号を出力する搬送装置，
前記撮像装置から出力される画像信号に基づいて撮像画像を表示する表示装置，ならびに
前記表示装置に表示された画像上における指定された少なくとも２点間の距離を，前記搬送装置から出力される移動量を表わす信号に基づいて測定する距離測定装置，
を備えるフォトマスクの位置測定装置。
【請求項２】
移動指示信号に基づいて前記搬送装置による前記ケースまたは前記撮像装置の移動と停止を制御する制御装置を備える，請求項１に記載のフォトマスクの位置測定装置。
【請求項３】
前記表示装置は表示画面に基準マークを表示する，請求項１または２に記載のフォトマスクの位置測定装置。
【請求項４】
前記撮像装置は倍率可変レンズを備える，請求項１から３のいずれか一項に記載のフォトマスクの位置測定装置。
【請求項５】
前記搬送装置の搬送台上に前記照明装置が載置され，前記照明装置の光出射面上に前記ケースが載置され，前記撮像装置は前記搬送装置による前記ケースの移動に無関係に所定位置に固定されている，請求項１から４のいずれか一項に記載のフォトマスクの位置測定装置。
【請求項６】
前記撮像装置が前記搬送装置によって移動自在に支持され，前記照明装置は前記搬送装置による前記撮像装置の移動に無関係に所定位置に固定され，前記照明装置の光出射面上に前記ケースが載置されている，請求項１から４のいずれか一項に記載のフォトマスクの位置測定装置。
【請求項７】
フォトマスクを収納したケースをその一面から照明光により照明し，
照明された前記ケースおよびその内部のフォトマスクを透過する光の像を撮像装置により撮像し，
撮像した光像を表示装置の表示画面に表示し，
搬送装置によって前記ケースおよび前記撮像装置の少なくともいずれか一方を前記ケースの前記一面に平行な方向に二次元的に搬送しながら，前記光像の所定の少なくとも２箇所を表示装置の表示画面に表示された基準マークに合わせ，
搬送装置から出力される移動量を表わす信号に基づいて前記２箇所の間の距離を測定する，
フォトマスクの位置測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，基板上のマスクパターン（遮光膜）の基板に対する位置（角度を含む）を測定する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マスク表面のパターン構造の位置測定方法の一つが特許文献１に開示されている。この方法では，フォトマスクをケースから取り出さなければならないので，クリーン度の高い環境が必要である。また，フォトマスクをケースから取り出すときに，マスクパターンを損傷させるおそれがある。
【０００３】
フォトマスクを収納ケースから取り出さずに検査を実施できるフォトマスク収納ケース，およびフォトマスクを収納ケースに収納した状態で検査を実施する自動検査方法が特許文献２に言及されている。しかしながら，この特許文献２に記載のものはフォトマスク欠陥検査装置によるフォトマスクの欠陥および異物検査であり，フォトマスク欠陥検査装置そのものは既に知られていることを前提としているので，詳細は記述されていないし，フォトマスクの位置測定に言及している訳ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４８８４２８号公報
【特許文献２】特開平４−９３９４７号公報
【発明の概要】
【０００５】
この発明は，フォトマスクをケースから取り出すことなく，基板上のマスクパターンの基板に対する位置（角度を含む）を測定することのできる装置および方法を提供することを目的とする。
【０００６】
この発明によるフォトマスクの位置測定装置は，フォトマスクを収納したケースにその一面から照明光を照射する照明装置，前記照明装置によって照明された前記ケースおよびその内部のフォトマスクを透過する光の像を撮像する撮像装置，前記ケースおよび前記撮像装置の少なくともいずれか一方を，前記ケースの前記一面に平行な方向に二次元的に移動させ，かつ移動量を表わす信号を出力する搬送装置，前記撮像装置から出力される画像信号に基づいて撮像画像を表示する表示装置，ならびに前記表示装置に表示された画像上における指定された少なくとも２点間の距離を，前記搬送装置から出力される移動量を表わす信号に基づいて測定する距離測定装置を備えるものである。
【０００７】
フォトマスクを収納するケースは透明または半透明である。ケースの一方の面に照明光を照射して他方の面から出射する透過光による光像を撮像装置によって撮像し，得られた光像の画像を表示装置に表示する。搬送装置は，ケースの上記一方の面（および他方の面）に平行な二次元平面上で，ケースおよび撮像装置の少なくともいずれか一方を移動させる（相対的移動）。表示されるフォトマスクの画像の少なくとも２点（一点は基板に関係する点，他の点はマスクパターンに関係する点）に着目して，各点が表示画面上の所定位置に至るように搬送装置を制御する。この２点間の距離は搬送装置から出力される移動量を表わす信号により測定される。２点間の距離測定をフォトマスク上の複数対の２点について実施することにより，基板に対するマスクパターンの位置（角度を含む）を表わすデータが得られる。撮像装置の光軸がケースまたは撮像装置の相対的移動二次元平面に直交していることが好ましい。
【０００８】
このようにして，フォトマスクを透明または半透明なケース内に収納した状態で，フォトマスクの位置測定を行なうことができる。フォトマスクをケースから取り出す必要がないからクリーン度の低い環境下でも位置測定を実施できる。
【０００９】
上記の２点は，たとえばアライメントマーク上の一点（縁）とその近傍にある（対応する）基板の外縁（端面）上の一点である（アライメントマークの縁線と基板の外縁線との間の距離でもよい）。表示装置の表示画面上に基準マークを表示しておけば，上記の２点がこの基準マークと合致するように，搬送装置によりケースまたは撮像装置を移動（移動後停止）させることができる。
【００１０】
一実施態様では，移動指示信号に基づいて前記搬送装置によるケースまたは撮像装置の移動と停止を制御する制御装置を備えるとよい。この制御装置はまた，上記の基準マークを表示画面上に表示させる。移動の指示（停止指示）信号は入力装置からユーザが入力してもよい。
【００１１】
好ましい実施態様では，前記撮像装置は倍率可変レンズを備える。この倍率可変レンズを低倍率にすれば視野が広がり，アライメントマークなどの上記の２点（２線）を探し易くなり，これらの２点を基準マークに一致させるときには倍率を高くすれば正確な位置合わせが可能となり，精細な測定を行なうことができる。
【００１２】
前記ケースと前記撮像装置は相対的に移動すればよい。一実施態様では前記搬送装置の搬送台上に前記照明装置が載置され，前記照明装置の光出射面上にケースが載置される。これにより，構成が簡素となる。この場合，一例として，撮像装置は搬送装置によるケースの移動に無関係に所定位置に固定される。他の実施態様では，撮像装置が搬送装置によって移動自在に支持される。この場合，一例では，照明装置は搬送装置による撮像装置の移動に無関係に所定位置に固定され，照明装置の光出射面上にケースが載置される。
【００１３】
この発明によるフォトマスクの位置測定方法は，フォトマスクを収納したケースをその一面から照明光により照明し，照明された前記ケースおよびその内部のフォトマスクを透過する光の像を撮像装置により撮像し，撮像した光像を表示装置の表示画面に表示し，搬送装置によって前記ケースおよび前記撮像装置の少なくともいずれか一方を前記ケースの前記一面に平行な方向に二次元的に搬送しながら，前記光像の所定の少なくとも２箇所を表示装置の表示画面に表示された基準マークに合わせ，搬送装置から出力される移動量を表わす信号に基づいて前記２箇所の間の距離を測定するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ケースとフォトマスクとの配置関係を示す。
【図２】フォトマスクの構造を示す平面図である。
【図３】フォトマスクの構造を示す断面図である。
【図４】フォトマスクの位置測定装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図５】フォトマスクの基板の外縁が照明光により照明されている様子を示す。
【図６】フォトマスクの基板の外縁部の画像の例を示し，(A) は拡散光を用いた場合，(B) は指向性の強い光を用いた場合を示す。
【図７】基準マークに基板外縁（角）を合わせた状態の画像を示す。
【図８】基準マークにアライメントマークを合わせた状態の画像を示す。
【図９】フォトマスクの位置測定装置の他の実施例の構成を示すブロック図である。
【実施例】
【００１５】
図１は，ケースとケース内に収納されたフォトマスクとの配置関係を示している。一般にはフォトマスク11はケース10内の中央に収納されている。フォトマスク11とケース10との位置関係はここでは問題にしないが，ケース10の上，下面とフォトマスク11の表面とは平行に保たれている。また，フォトマスク11がケース10内に固定的に（動かないように）収められていることが重要である。ケース10は透明または半透明で（部分的に透明または半透明でもよい），後述するように，照明光をケースの一面から当てると，ケースの他面からケース10内のフォトマスク11の光像（ケース10およびフォトマスク11を透過した光による像）を見ることができる。
【００１６】
図２および図３はフォトマスクの一例を示している。フォトマスク11は，基板（一般的にはガラス基板）12の一面にマスクパターン（遮光膜）20が形成されたものである。マスクパターン20にはアライメントマーク21，22，23，24が含まれる。この例では，マスクパターンの主要部（中央の正方形状に描かれ，かつ符号20で示された面積の広い部分）の周囲４箇所に主要部から少し離してアライメントマーク21〜24が形成されている。マスクパターンの主要部20とアライメントマーク21〜24との位置関係は精密に定められている。測定すべき距離は，基板11の側縁（端面，側面）とアライメントマーク21〜24の対応する縁との間の距離ｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２，ｘ３，ｙ３およびｘ４，ｙ４である。これらの距離により，マスクパターン20の基板11に対する位置および傾き角が求められる。これらの距離のすべてを測定しなくてもよく，マスクパターン20の基板12に対する位置が分る範囲で測定すればよい。距離ｘ１〜ｙ４のいくつかを求めるのがフォトマスクの位置測定装置および方法である。
【００１７】
図４はフォトマスクの位置測定装置の一実施例の全体的構成を示している。
【００１８】
ＸＹテーブル装置（搬送装置）30は水平面内で互いに直交する２方向（Ｘ方向，Ｙ方向）にテーブルを移動させるもので，そのＸ方向位置およびＹ方向位置（またはＸ方向移動量およびＹ方向移動量）は位置センサ（または移動量センサ）31によって検出される。位置センサ31は，たとえばＸＹテーブル装置のＸ方向駆動モータおよびＹ方向駆動モータの回転量を表わす信号を出力するエンコーダである。
【００１９】
ＸＹテーブル装置30のテーブル上には面照明装置32が置かれ，かつ固定されている。面照明装置32はその上面から均一な照明光を出射する。この照明光は拡散光でも，指向性の強い光でもどちらでもよい。図５に示すように，ケース10内のフォトマスク11のガラス基板12に照明光を照射すると（ケースは図示略），ガラス基板12の端面12Ｂが面取りされていても図６(A)，(B)に示すような光像が得られる。図６(A)は拡散光，図６(B)は指向性の強い照明光の場合であるが，いずれの場合にも，ガラス基板12の端面（側縁）12Ｂを示す線が鮮明に現われている。指向性が強い照明光を用いる方がガラス基板の外縁が強調され，より高い視認性で位置測定が可能となる。指向性の強い照明光は，たとえば照明装置の光出射面にライトコントロールフィルムのような厚さ方向の光を選択的に透過する垂直光選択透過部材を配置することにより得ることができる。
【００２０】
この照明装置32の照明面の上にフォトマスク11を内部に収納したケース10が置かれ，かつ固定される。ケース10にはその下面から照明光が照射される。照明装置32の照明面は水平面であり，ケース10の上下面も水平面内にある。
【００２１】
これらの搬送装置30，照明装置32等の配置された位置の上方には，撮像装置（カメラ）33がその光軸が鉛直方向になるように固定されている。撮像装置33は搬送装置30による搬送とは無関係に固定されている。撮像装置33は，下面（背面）から照明されたケース10を上面（正面）から撮像する。すなわち撮像装置33は，ケース10およびその内部のフォトマスクを通過した光による像を撮像し，この撮像した像を表わす画像信号を出力する。画像信号は制御装置40を通して，または直接に表示装置34に与えられる。撮像装置30には倍率可変レンズ33Ａが設けられ，上記光像の任意の倍率の拡大像，縮小像を撮像することができる。
【００２２】
制御装置40はいわゆるパーソナルコンピュータで実現され，搬送装置30の動作を制御する。制御装置40の入力装置（キーボード，画面，マウス等）からは，搬送装置30の搬送方向，搬送速度等についての指令，搬送の開始，停止の指令等を入力することができる。撮像装置33における倍率も制御装置40から指令するようにしてもよい。制御装置40はまた，後述するフォトマスクの位置の計算も行う。
【００２３】
表示装置34は撮像装置33が撮像した光像を表示する。図７，図８に示すように，表示装置31の表示画面の所定位置（たとえば中央）には，基準マーク50が表示される。基準マーク50の表示データは制御装置40から与えられる。基準マーク50は十字形に限らず，点でも，線でも，他の図形でもよい。
【００２４】
撮像装置33により撮像された光像を表示装置34の表示画面に基準マーク50と重ねて表示する。制御装置40によって搬送装置30を駆動し，図７に示すように，光像に現われているガラス基板10の像10Ａの一つの角（たとえば左上の隅の角の外縁，基板像10Ａの隣接する外縁10ａ，10ｂの交点）（基板に関連する点）が基準マーク50と一致するように照明装置32とケース10を一緒に移動させる。ユーザは表示画像をみて，一致したことを示す入力を制御装置40の入力装置から与える（画像処理により，この一致を検出してもよい）。制御装置40はこのときの位置センサ31が示すＸ，Ｙ位置を読取る。
【００２５】
次に，再び搬送装置30により照明装置32とケース10を移動させ，図８に示すように，アライメントマーク21の像21Ａの角（左上の隅の角）（マスクパターンに関連する点）が基準マーク50と一致するようにする。このとき位置センサ31の示すＸ，Ｙ位置もまた制御装置40によって読取られる。
【００２６】
制御装置40は，基板像10Ａの角が基準マーク50に一致したときのＸ，Ｙ位置と，アライメントマーク21の像21Ａの角が基準マーク50に一致したときのＸ，Ｙ位置との差を演算する。この演算結果は図２に示すｘ１，ｙ１を表わす。他の１または２以上のアライメントマーク22〜24についても同様にして基板側縁（端面）に対する位置を計測することができる。このようにして，マスクパターン20の基板12に対する位置と角度がフォトマスク11をケース10に収納した状態で測定できる。
【００２７】
倍率可変レンズ33Ａによって撮像する光像を縮小（低倍率）にすれば視野が広がりアライメントマークやガラス基板の角を探し易くなり，拡大（高倍率）に切換えれば基準マークと高精度に一致させることができる。
【００２８】
このようにして，フォトマスクを内部に収納したケースの一面から照明光を当て，他面から透過する光像を撮像して，フォトマスクの基板外縁とアライメントマークとの距離を測定できるので，フォトマスクをケース内に収納したままクリーン度の低い環境下でも位置と角度の測定が可能となる。
【００２９】
図９はフォトマスクの位置測定装置の他の実施例を示している。図４に示すものと同一物には同一符号を付して重複説明を避け，異なる点についてのみ説明する。ケース10を固定的に載置した照明装置32は固定されている。撮像装置33が，照明装置32の上方に設けられた搬送装置30Ａに取付けられ，ケース10を撮像するように下方を向いている。搬送装置30Ａは，ケース10の上，下面と平行な二次元平面（ＸＹ平面）内で撮像装置33を移動させる。ケース10の上，下面は水平，撮像装置33の光軸は鉛直である。このようにケース10の上，下面と搬送装置30Ａによる搬送方向が平行で，撮像装置33の光軸がこれに直交していることが好ましい。搬送装置33による移動量はセンサ31Ａから出力され，制御装置40に与えられる。制御装置40は搬送装置30Ａを制御する。この位置測定装置を用いたフォトマスクの位置測定方法は上述したものと同じである。
【符号の説明】
【００３０】
10  ケース
11  フォトマスク
12  基板
20  マスクパターン
21，22，23，24  アライメントマーク
30  ＸＹテーブル装置（搬送装置）
30Ａ  搬送装置
31，31Ａ  位置センサ（移動量センサ）
32  照明装置
33  撮像装置
33Ａ  倍率可変レンズ
34  表示装置
40  制御装置
50  基準マーク
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図９】
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【図２】
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【図６】
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【図７】
2017044884.tif 000010
【図８】
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