JP2001041712A - 被測定体の支持装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 略均等位置に配設された多数の粒子を用い
て、被測定体を点で支持するようにすることで、被測定
体と支持部材との密着を防止でき、侵入した塵埃による
測定結果への悪影響を排除することができ、さらに測定
結果から自重によるたわみ量を面倒な計算式を用いて減
算する処理操作を省略することができる。 【構成】 剛性を有する平板状の支持部材３上に、多数
の球体２を稠密に配列し固着した球体取付層４を積層し
てなる。多数の球体２は同一形状の微小なスチール製ボ
ールベアリングからなり、それらの上部頂点は同一平面
上に位置するように位置決めされている。球体取付層４
は接着剤として周知のものから構成されてなり、支持部
材３は金属板、ガラス板あるいは合成樹脂板等の種々の
板状のものが用いられ、望ましくは熱膨張率の小さいも
のが用いられる。このような支持装置は、干渉計装置や
モアレ装置等の光学測定装置において被測定体を支持す
る支持装置として最適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス板やセラミ
ックス板等の被測定体を測定するために、この被測定体
をその平面状態を維持しつつ支持し得る被測定体の支持
装置およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、干渉計等の光学測定装置は、被
測定体の表面形状等の微小変化を測定するものであるた
め、その被測定体を安定した状態で保持することが極め
て重要である。

【０００３】例えば、保持台に被測定体を載設するよう
にした場合は、被測定体がこの保持台の表面にならった
形状とされるため、保持台の表面には高い面精度が要求
される。

【０００４】しかし、仮に保持台表面が高い面精度を有
していても、被測定体と保持台との間に塵埃等が介在す
る場合には被測定体の一部表面がこの塵埃等にならった
形状となってしまい、この結果、あたかも被測定体自体
に凸部が存在するかの如き測定結果が得られることとな
る。

【０００５】また、ガラス板等からなる被測定体を保持
台により支持した場合、被測定体と保持台表面との間が
真空状態となり、保持台の形状にならってしまい被測定
体の形状変化を来すことになる。また、時間経過と共に
両者がくっついてしまい被測定体の取りはずしが困難と
なる。特にロボットアーム等により被測定体を自動設定
する場合にはその取りはずしは困難を極める。

【０００６】そこで、このような問題解決のために、特
に被測定体が板状とされている場合には、保持台表面に
碁盤の目状の溝を設け空気の通路となし、被測定体の着
脱を容易にした例が出願人から特開昭６２−６５１３７
「吸着チャック装置」で開示されている。しかしこの場
合でも、被測定体と保持台表面とは面接触に近い状態と
なっており、両者の間に塵埃等が介在してしまうことは
避けられない。

【０００７】これら被測定体と保持台の表面との吸着の
問題と、その両者間に塵埃が介在してしまうという問題
解決のために、板状の被測定体の側面を均等に保持し、
被測定体の底面をフリー状態とした被測定体保持装置が
知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに被測定体をその側面のみにおいて保持するようにし
た場合には、被測定体がその自重によりたわむため、測
定結果からそのたわみ量を除去して本来の被測定体表面
形状を求めるために、周知のベキ級数多項式を用いた面
倒な演算を行わなければならない。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、被測定体の測定結果が塵埃等の影響を受けるおそ
れがなく、また面倒な演算を施すことなく、本来の被測
定体形状について高精度な測定結果を得ることができる
被測定体の支持装置および該支持装置を容易に製造し得
る製造方法を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の被測定体の支持
装置は、被測定体の形状を光学的に測定する測定装置に
おいて該被測定体を支持する支持装置であって、前記被
測定体が所定の平面状態を維持し得る程度の略均一な分
布とされた多数の支持点により該被測定体を支持するよ
うに構成されてなることを特徴とするものである。

【００１１】また、前記各支持点は支持体上に形成され
た固定層に固定されてなる粒子の頭頂部からなり、該各
支持点は仮想的な一平面上に配されてなることを特徴と
するものである。また、前記粒子は球状とされてなるこ
とが望ましい。

【００１２】一方、本発明の被測定体の支持装置を製造
する方法は、上記被測定体の支持装置を製造する方法に
おいて、剛性部材の、高い面精度を有する第１の平面上
に多数の略同一サイズの粒子を前記被測定体が所定の平
面状態を維持し得る程度の略均一な分布に配置する粒子
配置工程と、第２の平面上に、前記粒子の一部を固着す
るための固定剤層を形成する固定剤層形成工程と、前記
第１の平面上に配置された前記粒子と、前記第２の平面
上に形成された固定剤層を対向させ、該固定剤層中に前
記粒子の一部を固着する粒子固着工程とからなることを
特徴とするものである。また、前記固定剤層は接着剤層
であることが望ましい。さらに前記固定剤層は低融点材
料層であることが望ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係
る被測定体の支持装置を示す概略側面図である。すなわ
ち、図示するように、本支持装置は剛性を有する平板状
の支持部材３上に、多数の球体２を稠密に配列し固着し
た球体取付層４を積層してなる。

【００１４】上記多数の球体２は同一形状の微小（例え
ば直径が２〜３ｍｍ）なスチール製ボールベアリングか
らなり、それらの上部頂点は同一平面上に位置するよう
に位置決めされている。

【００１５】また、上記球体取付層４は接着剤として周
知のものから構成されてなり、一方上記支持部材３は金
属板、ガラス板あるいは合成樹脂板等の種々の板状のも
のが用いられ、望ましくは熱膨張率の小さいものが用い
られる。

【００１６】このような支持装置は、干渉計装置やモア
レ装置等の光学測定装置において被測定体を支持する支
持装置として用いられる。

【００１７】図２は、本実施形態の支持装置により板状
の被測定体５（例えばシリコンウエハや石英製の波長
板）を支持する様子を示すものである。図示するように
板状の被測定体５の底面５Ａは稠密に配列固定された多
数の球体２の上部頂点により支持されるので、各球体２
には被測定体５による荷重が均等に加わることとなり、
平板状表面を有する保持台上に支持した場合と同様の支
持効果を得ることが出来る。

【００１８】また、これら球体２と被測定体５の底面５
Ａとは点で接触することとなるから、これらの間に塵埃
がはさまって前述したような従来技術の如き問題が発生
するおそれがない。すなわち塵埃が被測定体５と球体２
の間に侵入した場合にも塵埃は球体２に沿って滑落し、
被測定体５と球体２の間にはさまるおそれがない。ま
た、被測定体５が自重により保持部分と吸着してしまう
という問題も発生しない。さらに、被測定体５は点で支
持されることになるので、被測定体５がガラス等の透明
部材で形成されている場合にも、上方から入射した検査
光によるこの被測定体５の底面５Ａにおける支持部材の
反射光が測定結果に悪影響を及ぼす可能性を実値的に０
に等しくすることができる。

【００１９】なお、ここで「稠密」とは球体２が略密
に、かつ略均等に配列されている状態をいうものとし、
例えば各球体２が平面方向に隣接するすべての球体２と
点接触する図３の如き配列のみならず、図４あるいは図
５に示すような、一部に略均等な空間が存在するものも
含まれるものとする。

【００２０】また、上記球体２に代えて、図６に示す如
く、被測定体５を支持する部分のみが球面形状の粒子２
Ａを用いたり、図７に示す如き、米粒状の粒子２Ｂを用
いたりすることが可能である。要は、多数の粒子を稠密
に配列させることができ、かつそれらの頂点において被
検体５を支持することができるような形状を有するもの
であればよい。

【００２１】次に、上記支持装置の製造方法について説
明する。まず、球体配置工程において、図８に示すよう
に極めて面精度の高い上面１Ａを有する剛性平板１上に
多数の球体２を稠密に配列する。

【００２２】次に、板状部材準備工程において、図９に
示す如く、剛性を有する支持部材３の上面３Ａに接着剤
からなる球体取付層４を均一に塗布して板状部材を形成
する。

【００２３】さらに、球体固着工程において、上記接着
剤が固まらないうちに、図１０に示す如く、多数の球体
２が配列された剛性平板１上に、球体取付層４を下向き
にした上記板状部材を被せるようにし、その状態で上記
板状部材をその上方から加圧し、各球体２の一部（例え
ば半分程度）を球体取付層４内に固着せしめる。

【００２４】この状態で球体取付層４を構成する接着剤
が固まるまで放置しておき、接着剤が固まったならば剛
性平板１を取りはずす。この場合において、接着剤とし
て低融点材料を用いると、上述した粒子の上部頂点側に
接着剤が回り込んだ場合に除去するのに都合がよい。

【００２５】このようにして形成された支持装置は、上
下反転させれば図１に示された状態のものとなる。この
ように本実施形態による支持装置の製造方法によれば極
めて簡単な作業で容易に支持装置を製造することができ
る。

【００２６】なお、上記実施形態においては、球体配置
工程において球体２を剛性平板１の上面１Ａ上に単に稠
密に並べているが、剛性平板１の上面１Ａ上に、球体２
が通過もしくは嵌り込むことができる程度の孔を規則的
に設けた、難接着性材料からなるシートを配設すれば、
球体２を剛性平板１上に容易に配列することができるの
で望ましい。但し、このシートの孔は、球体２の上記上
部頂点が剛性平板１の上面１Ａに接触することを許容す
ものとする必要がある。なお、球体２を前述した如き別
形状の粒子とした場合にも同様である。

【００２７】このように孔を規則的に設けたシートを用
いた場合には、固化していない状態の接着剤が球体を伝
わって流下した場合でも、接着剤が上述した粒子の上部
頂点側に回り込むのをこのシートで防止することが出来
る。

【００２８】また、前述したシートをフッ素樹脂などの
難接着性材料としておけば、接着剤が固化し剛性平板１
を取り外したのち、シートを接着剤から容易に剥離する
ことができ、接着剤から球体の上部頂点側をシートの厚
さだけ均一に露出させることができるので望ましい。

【００２９】また、上述した球体２あるいはそれに代わ
る粒子が鋼などの磁性体からなる場合には、前述した球
体配置工程において剛性平板１自体を磁石または着脱自
在の磁石としたり、剛性平板１の下方から磁石を用いた
りして粒子を配列させるようにすることも可能である。

【００３０】なお、粒子は稠密に配列されていなくと
も、略密かつ略均等に配列されていればよいのであって
上記シートあるいは磁石を用いて粒子を配列する場合に
は粒子を互いに当接させずとも、該粒子を略均一な位置
に容易に配設することができる。

【００３１】また、上記粒子の材質は上記実施形態によ
るものに限られず、他の金属、ガラス、セラミックス等
の耐久性を有する種々のものを用いることが可能であ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の被測定体の
支持装置によれば、略均等位置に配設された多数の粒子
を用いて、被測定体を点で支持するようにしているの
で、被測定体と支持部材との密着を防止でき、侵入した
塵埃を粒子の外面に沿って滑落させてその塵埃により測
定結果が影響を受けないようにすることができ、さらに
被測定体を周囲支持する方法に比べて自重たわみがほと
んどないので測定結果からそのたわみ量を面倒な計算式
を用いて減算する必要も生じない。

【００３３】また、本発明の支持装置の製造方法によれ
ば、面精度の高い面を有する剛性部材の該面上に多数の
微小粒子を配設し、次に粒子固定層が形成された支持部
材を粒子固定層を下向きにして上記配列された粒子上に
押し付けて各粒子の一部が粒子固定層に固着された後、
上記剛性部材を取り外し、上下反転させることにより支
持装置を製造するようにしており、この状態で各粒子の
上部頂点は上記剛性部材の平面にならい、仮想平面上に
高精度に位置しているので、簡易かつ容易に高精度な被
測定体の支持装置を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る被測定体の支持装置を
示す概略図

【図２】図１の装置により被測定体を支持せしめた様子
を示す概略図

【図３】球体の配列状態を示す図

【図４】図３に示す球体の配列状態の変更例を示す図

【図５】図３に示す球体の配列状態の他の変更例を示す
図

【図６】図１に示す粒子形状の変更例を示す図

【図７】図１に示す粒子形状の他の変更例を示す図

【図８】本発明の実施形態に係る被測定体の支持装置の
製造方法における球体配置工程を示す図

【図９】本発明の実施形態に係る被測定体の支持装置の
製造方法における板状部材準備工程を示す図

【図１０】本発明の実施形態に係る被測定体の支持装置
の製造方法における球体固着工程を示す図

【符号の説明】

１ 剛性平板 １Ａ 上面 ２ 球体 ２Ａ、２Ｂ 粒子 ３ 支持部材 ３Ａ 上面 ４ 球体取付層 ５ 被測定体 ５Ａ 底面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定体の形状を測定する測定装置にお
   いて該被測定体を支持する支持装置であって、 前記被測定体が所定の平面状態を維持し得る程度の略均
   一な分布とされた多数の支持点により該被測定体を支持
   するように構成されてなることを特徴とする被測定体の
   支持装置。
2. 【請求項２】 前記各支持点は支持体上に形成された固
   定層に固定されてなる粒子の頭頂部からなり、該各支持
   点は仮想的な一平面上に配されてなることを特徴とする
   請求項１記載の被測定体の支持装置。
3. 【請求項３】 前記粒子は球状とされてなることを特徴
   とする請求項２記載の被測定体の支持装置の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の被測定体の支持装置を製
   造する方法において、 剛性部材の、高い面精度を有する第１の平面上に多数の
   略同一サイズの粒子を前記被測定体が所定の平面状態を
   維持し得る程度の略均一な分布に配置する粒子配置工程
   と、 第２の平面上に、前記粒子の一部を固着するための固定
   剤層を形成する固定剤層形成工程と、 前記第１の平面上に配置された前記粒子と、前記第２の
   平面上に形成された固定剤層を対向させ、該固定剤層中
   に前記粒子の一部を固着する粒子固着工程とからなるこ
   とを特徴とする被測定体の支持装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記固定剤層は接着剤層であることを特
   徴とする請求項４記載の被測定体の支持装置の製造方
   法。
6. 【請求項６】 前記固定剤層は低融点材料層であること
   を特徴とする請求項４または５記載の被測定体の支持装
   置の製造方法。