JPH1010704A - フォトマスク保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトマスクをフォトマスクホルダに対して
ローディングしたりアンローディングする際の作業性を
改善したフォトマスク保持装置を提供する。 【解決手段】 水平な定盤11上に基準枠13を垂直に取り
付け、フォトマスクを支持するフォトマスクホルダ17を
不等長リンク機構18, 19を介して連結し、フォトマスク
ホルダを基準枠と平行な第１の位置と、基準枠に対して
傾斜するとともに第１の位置に対して水平方向にシフト
した第２の位置との間を回動できるように構成する。フ
ォトマスクホルダが第２の傾斜位置にあるときは、その
上にフォトマスクを乗せて手を放してもフォトマスクが
落下することはなく、作業性が良好となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフォトマスク保持装
置、特に縦横の寸法が50cm以上で、重量が10Kgを越える
大型のフォトマスクの欠陥を検査する装置において、フ
ォトマスクを着脱自在に保持する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】上述したような大型のフォトマスクの欠
陥を検査するに当たってはフォトマスクを縦置きとして
検査を行っている。すなわち、水平に置かれた定盤の上
に垂直に設置されたフォトマスクホルダにフォトマスク
を取り付け、このようにフォトマスクを取り付けたフォ
トマスクホルダを水平方向に往復駆動して主走査を行な
うとともに照明装置およびカメラを有する光学系を垂直
方向に駆動して副走査を行ってフォトマスクを２次元的
に走査して欠陥を検査するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のフォトマスク保
持装置では、垂直状態に設置されているフォトマスクホ
ルダに対して作業員がフォトマスクをローディングした
りアンローディングしたりしているが、大型のフォトマ
スクは一辺が85cmの正方形で重量が13Kgを越えるものも
あり、作業性が非常に悪い欠点がある。また、欠陥検出
の分解能を、例えば数nmのオーダーとするためには定盤
の精度を相当高くするとともに機構的なバランスのため
には、フォトマスクホルダを定盤の中央付近に配置する
のが望ましい。そのために、フォトマスクのフォトマス
クホルダに対するローディングおよびアンローディング
作業は一層困難なものとなっている。また、フォトマス
クをフォトマスクホルダに対してローディングしたりア
ンローディングしたりする位置を検査位置から大幅にず
らせるとフォトマスクのローディングおよびアンローデ
ィングの際に欠陥検査用光学系が邪魔とはならなくなる
が、その場合には装置全体が大型となってしまう欠点が
ある。このような精密な機器における定盤として狂いが
少ない天然石が用いられることが多いが、装置が大型と
なればこの定盤もそれに応じて大きくする必要があり、
それだけ高価となる。上述した問題はフォトマスクの欠
陥検査装置に限られるものではなく、例えばフォトマス
クの製造時にフォトマスクを保持する際にも生じる可能
性がある。

【０００４】本発明の目的は、上述した従来のフォトマ
スク保持装置の欠点を除去し、フォトマスクホルダに対
するフォトマスクのローディングおよびアンローディン
グ作業を容易に行なうことができるように構成したフォ
トマスク保持装置を提供しようとするものである。本発
明の他の目的は、全体の構成をコンパクトすることがで
きるフォトマスク保持装置を提供しようとするものであ
る。本発明のさらに他の目的は、高い安定性を保ちなが
らフォトマスクを定盤上で移動させることができるよう
に構成したフォトマスク保持装置を提供しようとするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるフォトマス
ク保持装置は、水平に設置された定盤上に垂直に設置さ
れた基準枠に不等長リンク機構を介してフォトマスクホ
ルダを、前記基準枠と平行となってこれと一体となる第
１の位置と、下部が上部よりも基準枠から遠ざかり、フ
ォトマスクをフォトマスクホルダ上に載置できる程度に
傾斜した状態となり、さらに前記第１の位置に対して水
平方向にシフトした第２の位置との間を移動可能に取り
付けたことを特徴とするものである。

【０００６】このようは本発明のフォトマスク保持装置
によれば、フォトマスクをフォトマスクホルダに対して
ローディングしたりアンローディングする際に、フォト
マスクを基準枠から引き出したときに、フォトマスクホ
ルダは第２の傾斜位置となるため、その上にフォトマス
クを乗せてもフォトマスクが落下することはなくなり、
したがってローディングおよびアンローディング作業は
非常に容易になる。また、この第２の位置は第１の位置
に対して水平方向にずれているので、フォトマスク検査
装置の光学系を定盤の中央に配置した場合でも、この光
学系がフォトマスクの着脱に邪魔となることは無く、し
たがって定盤の長さを短くすることができる。

【０００７】また、本発明によるフォトマスク保持装置
の好適な実施例においては、前記フォトマスクホルダが
第１の位置にあるときに、フォトマスクホルダを前記基
準枠にバキュームにより吸引固着するための吸引機構を
設ける。このような吸引機構を設けることによってフォ
トマスクホルダが第１の垂直位置にあるときにフォトマ
スクホルダと基準枠を確実に一体とすることができ、し
たがって基準枠とともにフォトマスクおよびフォトマス
クホルダを正確に駆動することができる。

【０００８】本発明によるフォトマスク保持装置の好適
な実施例においては、前記フォトマスクホルダを前記第
１の位置および第２の位置の間で移動させる駆動手段と
して、基準枠に設けたローラと、このローラに掛け渡さ
れ、一端がフォトマスクホルダに固着されたワイヤと、
基準枠に取り付けられ、前記ワイヤの他端が連結された
エアーシリンダとを設ける。このような実施例によれ
ば、エアーシリンダを制御するという簡単な操作でフォ
トマスクホルダを基準枠に対して移動させることができ
る。

【０００９】さらに、本発明によるフォトマスク保持装
置の好適な実施例においては、前記不等長リンク機構と
フォトマスクホルダとを、半自在連結機構を介して連結
し、フォトマスクを固定したフォトマスクホルダを前記
第１の位置とした状態で、フォトマスクホルダを上昇さ
せるリフト機構と、このリフト機構によって上昇させた
後、フォトマスク平面内で回動させるローテイション機
構とを設ける。このような実施例においては、フォトマ
スクをフォトマスクホルダに装架し、フォトマスクホル
ダを第１の位置に移動させて基準枠と平行な状態とした
後、リフト機構を駆動してフォトマスクホルダと基準枠
との係合を分離し、さらにローテイション機構を駆動し
てフォトマスクホルダしたがってフォトマスクをその平
面内で回動させることができ、これによってフォトマス
クの姿勢を調整して所望の位置にセットすることができ
る。

【００１０】また、本発明によるフォトマスク保持装置
の好適実施例においては、前記基準枠を前記定盤の表面
を水平方向に往復移動させる駆動機構を設ける。本発明
によるフォトマスク保持装置をフォトマスクの欠陥検査
装置に適用する場合には、フォトマスクと欠陥を検出す
る光学系とを相対的に移動させて走査する必要がある
が、上述した実施例のように、基準枠を定盤上を一方向
に移動させる駆動機構を設けることによって上述した走
査を行なうことができる。後述する実施例においては、
この水平方向の移動を主走査方向の移動とし、さらに光
学系を垂直方向に移動させて副走査を行なうように構成
することによってフォトマスクを２次元的に走査するこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１〜図３は本発明によるフォト
マスク保持装置の一実施例において、フォトマスクをフ
ォトマスクホルダに対して着脱する第２の位置としたと
きの構成を示すものであり、図１は上方から見た図、図
２は正面から見た図、図３は側面図である。また、図４
はフォトマスクホルダを移動ステージと平行とする第１
の位置としたときの正面図である。これらの図におい
て、11は水平に設置された定盤を示すものであり、本例
では長さ2mで幅が1mの長方形の天然の御影石から成る定
盤を使用している。この定盤11の表面にはレール12を取
り付け、このレール上を摺動するように基準枠として作
用する移動ステージ13をガイド14を介して設ける。移動
ステージ13をレール12に沿って往復駆動する主走査駆動
機構が設けられているが、図面を明瞭とするために図１
〜図４には示していない。この主走査駆動機構には、AC
サーボモータや移動ステージの移動量を検出するレーザ
干渉計や制御回路などが設けけられており、数nmの分解
能でフォトマスクの欠陥を検査することができるように
なっている。

【００１２】定盤11にはポスト15が垂直に取り付けてあ
り、このポスト15も天然の御影石で作られている。ポス
ト15には欠陥を光学的に検出するための光学系を構成す
る一対のカメラ16A および16B を所定の間隔を保って垂
直方向に移動可能に取り付ける。さらにこのポスト15に
はカメラ16A および16B を垂直方向に駆動して副走査を
行なうための副走査駆動機構が設けられているが、図面
には示していない。また、透過光による欠陥検出を行な
うための照明手段がレール12を挟んでカメラ16A および
16B とは反対側に設けてあるが、これも図面には示して
いない。フォトマスクには同じパターンが多数繰り返し
形成されているが、所定の距離だけ離れた２つのパター
ンの同一位置を２台のカメラ16A および16B によって同
時に撮像し、得られる２つの画像信号を比較することに
より欠陥を検査するようにしている。

【００１３】符号17はフォトマスクホルダを示し、本発
明においてはこのフォトマスクホルダを不等長リンク機
構を介して移動ステージ13に連結し、移動ステージ13に
対して平行な第１の垂直位置と、傾斜した第２の位置と
の間で回動できるように取り付けている。この不等長リ
ンク機構は、フォトマスクホルダ17の上部に取り付けら
れている長さの短い一対のアーム18a, 18bと、フォトマ
スクホルダの下部に取り付けられている長さの長い一対
のアーム19a, 19bとを具えている。このように下部のア
ーム19a, 19bの長さが上部のアーム18a, 18bの長さより
も長くなっているので、図３に示すようにフォトマスク
ホルダ17を移動ステージ13から離れるように回動して第
２の位置としたときに、フォトマスクの下部が上部より
も移動ステージから一層遠ざかり、したがってフォトマ
スクホルダは垂直ではなく、傾斜した状態となる。フォ
トマスクホルダ17がこのように傾斜した状態で開かれる
ので、フォトマスクのローディングおよびアンローディ
ングの際にフォトマスクをフォトマスクホルダの上に置
いても自重によりフォトマスクホルダから落下すること
はなくなる。したがって、フォトマスクのローディング
およびアンローディング作業は従来のものに比べて著し
く容易となる。

【００１４】さらに、移動ステージ13およびフォトマス
クホルダ17の、上述したアーム18a,18bおよび19a, 19b
との連結面は図２および４の平面に垂直ではなく、傾斜
した面にボールリンクを介して取り付けられている。し
たがって図２から明らかなように、フォトマスクFMをフ
ォトマスクホルダ17に対してローディングおよびアンロ
ーディングする場合には、移動ステージ13は左側に寄っ
ており、フォトマスクのローディングおよびアンローデ
ィングの際にカメラ16A および16B が邪魔しないように
している。さらに、定盤11のこの位置には、フォトマス
クホルダ17の下端が定盤と干渉しないように削り込み部
11a が設けられている。したがって、フォトマスクFMを
フォトマスクホルダ17に対してローディングおよびアン
ローディングする際にフォトマスクホルダを一層低い位
置とすることができ、作業性がさらに良好となる。ま
た、この削り込み部11a はレール12から離れた位置にあ
るので、移動テーブル13の移動精度には影響は与えな
い。

【００１５】また、フォトマスクホルダ17が第２の位置
にあるときに、フォトマスクFMをフォトマスクホルダ上
に載置するために、フォトマスクホルダ17の下枠にはス
トッパ21を固着するとともに側枠にも位置決めようのス
トッパ22を固着する。下方のストッパ21の一部には切欠
21a を設け、この切欠から指を入れてフォトマスクFMの
下縁を支えることができるようにする。さらに、フォト
マスクホルダ17には水平方向に延在する可動プレート23
を垂直方向に移動自在に設け、この可動プレートには複
数個のクランパ24を取り付け、これらによってフォトマ
スクFMの上縁を保持するようにする。このような可動プ
レート23を設けることによって高さの異なる種々のフォ
トマスクFMを処理することができる。

【００１６】図５〜図７は本実施例における、不等長リ
ンク機構を構成するアームと移動ステージ13との間に設
けた半自在連結機構の詳細を示すものである。図面では
フォトマスクFMの一方の側に配置したアーム18a および
19a と移動ステージ13との間の半自在連結機構を示した
が、他方の側にも同様のアーム機構が設けられているこ
とは勿論である。図５に示すようにアーム18a, 19a の
一端をフォトマスクホルダ17に設けたピン31および32に
ボールリンク33および34を介して回動自在に取り付け
る。一方、移動ステージ13にはピン35および36を設け、
これらのピンにアーム18a および19a の下端部をボール
リンク37および38を介して回動自在に取り付ける。アー
ム18a および19a の下端部にはくさび形の突起39および
40を形成し、これらアームの本体の下端はこの突起に対
応した凹部41および42を形成する。また、アーム下端部
24とアーム本体との間には引っ張りバネ43および44を設
け、図６に示すように突起39が凹部41内に嵌合してアー
ム18の本体と下端部とは一体となって回動できるように
構成する。

【００１７】上述したように第２の位置にあるフォトマ
スクホルダ17にフォトマスクFMをセットし、フォトマス
クホルダを第１の位置に回動した後、リフト機構45を駆
動して、フォトマスクホルダ17を上昇させ、図７に示す
ように突起39と凹部41との係合を解除する。この状態で
はアーム本体はアーム下端部から独立して移動すること
ができる。また、このようなフォトマスクホルダ17の上
昇運動によってフォトマスクホルダの上縁に設けた一対
のピン46および47が、移動ステージ13の上部に取り付け
た一対のブロック48および49に形成した孔内に挿入され
るようになる。これらの孔は横長となっており、後述す
るフォトマスクホルダ17の回動を許容できるようにして
いる。

【００１８】次に、移動ステージ13の下部に取り付けた
ローテイション機構50を駆動してフォトマスクホルダ17
をほぼ垂直な平面内で回動させ、フォトマスクを所定の
姿勢とする。ローテイション機構50にはカムローラを設
け、ごく僅かな範囲内で回動調整できるように構成す
る。この回動範囲は、例えば半径1mの半径で±2mm とす
ることができる。

【００１９】さらに図５に明瞭に示すように、ワイヤ51
を設け、その一端をフォトマスクホルダ17に設けたピン
53に固着し、移動テーブル13に設けたローラ54に掛け渡
して他端をエアーシリンダ55に連結する。フォトマスク
ホルダ17の他方の側に設けたワイヤを符号52で示す。し
たがって、このエアーシリンダ55を制御することによっ
てフォトマスクホルダ17を移動テーブル13に対して第１
の位置と第２の位置との間を移動させることができる。
すなわち、図５に示す状態からワイヤ51, 52を繰り出す
ことによってフォトマスクホルダ17は自重で第２の位置
に向けて回動するようになる。また、フォトマスクホル
ダ17が第２の位置にあるときにワイヤ51, 52を引き込む
ことによってフォトマスクホルダを第１の位置に向けて
回動させることができる。

【００２０】さらに図５に示すように、移動テーブル13
の、フォトマスクホルダ17と接する表面には溝56を形成
し、この溝を貫通孔57およびパイプ58を介して真空ポン
プ59に連通する。したがって上述したようにフォトマス
クホルダ17にローディングしたフォトマスクFMの姿勢を
制御した後、真空ポンプ59を駆動することによりフォト
マスクホルダを移動テーブル13に吸着して固定すること
ができる。

【００２１】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、上述した実施例では本発明によるフォトマスク保持
装置を、フォトマスクの欠陥検査装置に適用したが、フ
ォトマスクを保持する必要のあるすべての装置、例えば
フォトマスク製造装置に適用することもできる。

【００２２】

【発明の効果】上述したように本発明によるフォトマス
ク保持装置においては、フォトマスクを支持するフォト
マスクホルダと基準枠との間に不等長リンク機構を設け
たため、フォトマスクホルダに対してフォトマスクをロ
ーディングしたりアンローディングする際には、フォト
マスクホルダは傾斜した状態となるのでその上にフォト
マスクを乗せてもフォトマスクがフォトマスクホルダか
ら落下することはなくなり、作業が著しく容易となる。
また、第２の位置は第１の位置に対して水平方向にシフ
トしているので、光学系を中央に配置しても、フォトマ
スクの着脱の邪魔とはならず、したがって装置全体の長
さを短くすることができ、それだけコストを低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるフォトマスク保持装置の
一実施例を上方から見た図である。

【図２】図２は、正面から見た図である。

【図３】図３は、側面図である。

【図４】図４は、フォトマスクホルダを第１の位置とし
たときの正面図である。

【図５】図５は、半自在連結機構を示す側面図である。

【図６】図６は、アーム本体とアーム下端部とを結合し
た状態を示す側面図である。

【図７】図７は、アーム本体とアーム下端部との結合を
解除した状態を示す側面図である。

【符号の説明】

11 定盤、 11a 削り込み部 12 レール 13 移動ステージ( 基準枠) 14 ガイド 15 ポスト 16A, 16B カメラ 17 フォトマスクホルダ 18ａ, 18b 短い
アーム 19a, 19b 長いアーム FM フォトマスク 33, 34, 37, 38 ボールリンク 39, 40凸部 41, 42 凹部 43, 44 バネ 45 リフト機構 46, 47 ピン 48, 49 孔を形成したブロック 50 ローテイショ
ン機構 51, 52 ワイヤ 54 ローラ 55 エアーシリンダ 56 溝 57 貫通孔 58 パイプ 59 真空ポンプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平に設置された定盤上に垂直に設置
   された基準枠に不等長リンク機構を介してフォトマスク
   ホルダを、前記基準枠と平行となってこれと一体となる
   第１の位置と、下部が上部よりも基準枠から遠ざかり、
   フォトマスクをフォトマスクホルダ上に載置できる程度
   に傾斜した状態となり、さらに前記第１の位置に対して
   水平方向にシフトした第２の位置との間を移動可能に取
   り付けたことを特徴とするフォトマスク保持装置。
2. 【請求項２】 前記フォトマスクホルダが第１の位置に
   あるときに、フォトマスクホルダを前記基準枠にバキュ
   ームにより吸引固着するための吸引機構を設けたことを
   特徴とする請求項１に記載のフォトマスク保持装置。
3. 【請求項３】 前記フォトマスクホルダを前記第１の位
   置および第２の位置の間で移動させる駆動手段として、
   基準枠に設けたローラと、このローラに掛け渡され、一
   端がフォトマスクホルダに固着されたワイヤと、定盤に
   取り付けられ、前記ワイヤの他端が連結されたエアーシ
   リンダとを設けたことを特徴とする請求項１または２に
   記載のフォトマスク保持装置。
4. 【請求項４】 前記不等長リンク機構とフォトマスクホ
   ルダとを、半自在連結機構を介して連結し、フォトマス
   クを固定したフォトマスクホルダを前記第１の位置とし
   た状態で、フォトマスクホルダを上昇させるリフト機構
   と、このリフト機構によって上昇させた後、フォトマス
   ク平面内で回動させるローテイション機構とを設けたこ
   とを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のフォトマ
   スク保持装置。
5. 【請求項５】 前記基準枠およびこれに保持させたフォ
   トマスクホルダを前記定盤の表面を水平方向に往復移動
   させる駆動機構を設けたことを特徴とする請求項１〜４
   の何れかに記載のフォトマスク保持装置。