JP2002195823A - 平面度測定装置 - Google Patents
平面度測定装置Info
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- JP2002195823A JP2002195823A JP2000395284A JP2000395284A JP2002195823A JP 2002195823 A JP2002195823 A JP 2002195823A JP 2000395284 A JP2000395284 A JP 2000395284A JP 2000395284 A JP2000395284 A JP 2000395284A JP 2002195823 A JP2002195823 A JP 2002195823A
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】表面を傷つけず、また、保持手段によって測定
対象物に変形を生じさせることなく、高精度で板状体の
平面度を測定する。 【解決手段】測定対象の板状体４を垂直に立て、板状体
４を当てピン１４付き吸着パッド１３で保持し、板状体
４が自重によって撓むのを防止する。板状体４の表面を
接触型３次元測定装置２によって外形形状を測定し、平
面度を求める。
対象物に変形を生じさせることなく、高精度で板状体の
平面度を測定する。 【解決手段】測定対象の板状体４を垂直に立て、板状体
４を当てピン１４付き吸着パッド１３で保持し、板状体
４が自重によって撓むのを防止する。板状体４の表面を
接触型３次元測定装置２によって外形形状を測定し、平
面度を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＣＤ用などの大
型フォトマスク基板や半導体ウエーハ等の板状体の平面
度測定装置に関し、特に、自重や外圧によって撓みなど
の変形を生じやすい板状体の平面度を高精度で効率よく
測定する装置に関する。
型フォトマスク基板や半導体ウエーハ等の板状体の平面
度測定装置に関し、特に、自重や外圧によって撓みなど
の変形を生じやすい板状体の平面度を高精度で効率よく
測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＣＤ用のフォトマスク基板などの大型
のガラス板の平面度を測定するには、石定盤上にガラス
板を置き、隙間をシックネスゲージなどで測定していた
が、ガラス板が薄い場合、自重によってガラス板が石定
盤になじむように変形してしまい、正確な平面度の測定
が困難であった。
のガラス板の平面度を測定するには、石定盤上にガラス
板を置き、隙間をシックネスゲージなどで測定していた
が、ガラス板が薄い場合、自重によってガラス板が石定
盤になじむように変形してしまい、正確な平面度の測定
が困難であった。
【０００３】他に板状体の平面度測定手段として、光干
渉法、レーザ反射法等が知られている。光干渉法は、基
準表面と測定対象表面間の距離の差によって形成される
干渉縞を利用して測定する方法であるため、表面が研磨
光沢面を有する透明材料に測定対象物が限定される。ま
た、透明材料であっても研磨前や研磨途中の光沢面が形
成されない状態では原理的に平面度を測定することがで
きない。
渉法、レーザ反射法等が知られている。光干渉法は、基
準表面と測定対象表面間の距離の差によって形成される
干渉縞を利用して測定する方法であるため、表面が研磨
光沢面を有する透明材料に測定対象物が限定される。ま
た、透明材料であっても研磨前や研磨途中の光沢面が形
成されない状態では原理的に平面度を測定することがで
きない。
【０００４】また、干渉縞を利用しているため、一般に
平面度が数１０μｍ程度以下の大きさのものしか測定で
きず、大きな撓みや反りを伴う場合の平面度を測定する
ことができない。さらに、干渉縞を平面度に換算する複
雑な解析作業を要し、直接的に平面度を数値で得ること
が面倒であった。
平面度が数１０μｍ程度以下の大きさのものしか測定で
きず、大きな撓みや反りを伴う場合の平面度を測定する
ことができない。さらに、干渉縞を平面度に換算する複
雑な解析作業を要し、直接的に平面度を数値で得ること
が面倒であった。
【０００５】レーザ反射法は、測定対象面をレーザ光で
走査し、表面状態の変化による反射光のフレをセンサで
検知して平面度を測定する方法であるが、走査面が狭い
ため大面積のものを測定することが困難で、反りが少な
く平面度が比較的良好なものしか測定できない。
走査し、表面状態の変化による反射光のフレをセンサで
検知して平面度を測定する方法であるが、走査面が狭い
ため大面積のものを測定することが困難で、反りが少な
く平面度が比較的良好なものしか測定できない。
【０００６】図４に示すように、シリコンウエハーの周
縁部を保持する保持装置を備えた環状ホルダーが回転自
在に鉛直に設けられており、垂直に保持したウエーハを
回転させ、環状ホルダーを収容することのできる溝の両
側にセンサを設けた計測装置によってウエーハを走査
し、平坦度、反り、厚み等の形状を測定するようにした
ものがある。
縁部を保持する保持装置を備えた環状ホルダーが回転自
在に鉛直に設けられており、垂直に保持したウエーハを
回転させ、環状ホルダーを収容することのできる溝の両
側にセンサを設けた計測装置によってウエーハを走査
し、平坦度、反り、厚み等の形状を測定するようにした
ものがある。
【０００７】
【発明が解決すべき課題】従来の平面度測定装置では、
板状体の自重による撓みによって周縁部の測定値に誤差
を生じるといった問題があった。特に、この現象は板状
体が薄いもの、また、大きなものになるほど顕著とな
り、平面度の測定において大きな誤差要因となってい
た。また、自重による撓みを防止するために測定対象物
を垂直に保持する方式を採用したものであっても、円形
以外の形状のものや大きな形状のものの平坦度を計測す
ることは困難であった。
板状体の自重による撓みによって周縁部の測定値に誤差
を生じるといった問題があった。特に、この現象は板状
体が薄いもの、また、大きなものになるほど顕著とな
り、平面度の測定において大きな誤差要因となってい
た。また、自重による撓みを防止するために測定対象物
を垂直に保持する方式を採用したものであっても、円形
以外の形状のものや大きな形状のものの平坦度を計測す
ることは困難であった。
【０００８】この発明は、従来の平面度測定技術の欠点
を解消し、板状体、特に、寸法的に大型で板状体のソリ
や表面の性状、あるいは、材料の光学的性質を問わず、
表面を傷つけることなく、また、保持手段によって測定
対象物に変形を生じさせず、高効率、高精度で測定でき
るようにすることである。
を解消し、板状体、特に、寸法的に大型で板状体のソリ
や表面の性状、あるいは、材料の光学的性質を問わず、
表面を傷つけることなく、また、保持手段によって測定
対象物に変形を生じさせず、高効率、高精度で測定でき
るようにすることである。
【０００９】
【課題の解決手段】測定対象の板状体を垂直に立て、板
状体を当てピン付き吸着パッドによって保持することに
より板状体が自重によって撓むのを防止するとともに保
持部材によって板状体が変形するのを防止し、板状体の
表面を３次元測定器などの接触型の外形測定装置によっ
て平面度を測定するようにした。
状体を当てピン付き吸着パッドによって保持することに
より板状体が自重によって撓むのを防止するとともに保
持部材によって板状体が変形するのを防止し、板状体の
表面を３次元測定器などの接触型の外形測定装置によっ
て平面度を測定するようにした。
【００１０】板状体を垂直に保持することによって、従
来の水平に置いた場合のような自重による変形が防止さ
れ、板状体自身の水平度を正確に測定することができ
る。また、板状体を垂直に保持する吸着パッドは、中央
部に板状体に接触する当てピンを有しているので、吸着
パッドの吸引力による板体の変形が防止される。
来の水平に置いた場合のような自重による変形が防止さ
れ、板状体自身の水平度を正確に測定することができ
る。また、板状体を垂直に保持する吸着パッドは、中央
部に板状体に接触する当てピンを有しているので、吸着
パッドの吸引力による板体の変形が防止される。
【００１１】
【実施例】図１に示すように、平面度測定装置は、板状
体保持装置１と外形測定装置２とから構成される。
体保持装置１と外形測定装置２とから構成される。
【００１２】保持装置１は、基台１０と基台１０に対し
て直立する保持板１１、保持板１１の前面に設けた支持
台１２、及び保持板１１の表面に設けた吸着パッド１３
から構成される。
て直立する保持板１１、保持板１１の前面に設けた支持
台１２、及び保持板１１の表面に設けた吸着パッド１３
から構成される。
【００１３】保持板１１の角が切り取ってあり、ガラス
などの板状体４を保持板１１にセットするときに邪魔に
ならないようにしてあり、後側には控え部材が基台１０
の間に設けてあり、保持板の垂直度が狂わないようにし
てある。吸着パッド１３は、その中心に２〜３ｍｍφの
当てピン１４が設けてあり、背面には真空ポンプ３に接
続されるホース１５が保持板１０を貫通して取り付けて
ある。当てピンの材質は金属、樹脂、セラミックなど特
に問わないが、剛性があり伸縮のないものが好ましい。
吸着パッドは密着性の高いものが好ましく、吸着面のサ
イズは測定される板状体の厚み、大きさ等から変形が許
容される最小サイズが望ましい。５００ｍｍ×５００ｍ
ｍ×５ｍｍ厚さの板状体の場合には吸着面は１０ｍｍφ
程度が好ましく、これより大きいと吸着面に応力の発生
による変形が生じ、測定精度上問題となる可能性があ
る。
などの板状体４を保持板１１にセットするときに邪魔に
ならないようにしてあり、後側には控え部材が基台１０
の間に設けてあり、保持板の垂直度が狂わないようにし
てある。吸着パッド１３は、その中心に２〜３ｍｍφの
当てピン１４が設けてあり、背面には真空ポンプ３に接
続されるホース１５が保持板１０を貫通して取り付けて
ある。当てピンの材質は金属、樹脂、セラミックなど特
に問わないが、剛性があり伸縮のないものが好ましい。
吸着パッドは密着性の高いものが好ましく、吸着面のサ
イズは測定される板状体の厚み、大きさ等から変形が許
容される最小サイズが望ましい。５００ｍｍ×５００ｍ
ｍ×５ｍｍ厚さの板状体の場合には吸着面は１０ｍｍφ
程度が好ましく、これより大きいと吸着面に応力の発生
による変形が生じ、測定精度上問題となる可能性があ
る。
【００１４】外形測定装置は、表面検出器（変位計）を
測定ヘッドに装着し、変位計を物体の表面に沿って移動
させることによって正確な外形形状を測定するもので、
変位計には接触型や非接触型のものがある。非接触型の
変位計としては、静電容量式、渦電流式、レーザー干渉
式、レーザービーム式等があり、測定対象物を傷つけた
り接触圧で変形させることがないということでは非接触
型のレーザービームタイプのものが好ましいが、被測定
物の材質や表面状態に左右されることなく測定でき、
又、大掛かりな装置を必要とすることない接触型の変位
計を用いることが実用上適している。接触型としては、
電気マイクロメータ、３次元座標測定機のタッチシグナ
ルプローブ等を用いることができる。
測定ヘッドに装着し、変位計を物体の表面に沿って移動
させることによって正確な外形形状を測定するもので、
変位計には接触型や非接触型のものがある。非接触型の
変位計としては、静電容量式、渦電流式、レーザー干渉
式、レーザービーム式等があり、測定対象物を傷つけた
り接触圧で変形させることがないということでは非接触
型のレーザービームタイプのものが好ましいが、被測定
物の材質や表面状態に左右されることなく測定でき、
又、大掛かりな装置を必要とすることない接触型の変位
計を用いることが実用上適している。接触型としては、
電気マイクロメータ、３次元座標測定機のタッチシグナ
ルプローブ等を用いることができる。
【００１５】図１に示す外形測定装置２は、接触型であ
る３次元測定装置として示されており、基盤２０と基盤
２０に沿って移動するフレーム２１、フレーム２１から
水平に張り出しているビーム２２、ビーム２２の端部に
設けた伸縮可能なアーム２３及びアーム２３に装着した
変位計２４から構成されており、測定対象物の表面全域
に渡り変位計が移動できるようになっている。
る３次元測定装置として示されており、基盤２０と基盤
２０に沿って移動するフレーム２１、フレーム２１から
水平に張り出しているビーム２２、ビーム２２の端部に
設けた伸縮可能なアーム２３及びアーム２３に装着した
変位計２４から構成されており、測定対象物の表面全域
に渡り変位計が移動できるようになっている。
【００１６】平面度を測定する場合は、測定対象物の板
状体４を支持台１２の上に垂直に置き、真空ポンプ３を
作動させ、吸着パッド１３によって吸着して固定する。
測定対象物の板状体４は、吸着パッド１３に引き寄せら
れて当てピン１４にあたる。板状体４は、３箇所の吸着
パッド１３の中央部の当てピン１４によって垂直に支持
され、吸着パッド１３の吸着力が吸着パッド１３の全領
域に分散され、吸着によって板状体４が変形するのが防
止され、平面度の測定精度をあげることができる。
状体４を支持台１２の上に垂直に置き、真空ポンプ３を
作動させ、吸着パッド１３によって吸着して固定する。
測定対象物の板状体４は、吸着パッド１３に引き寄せら
れて当てピン１４にあたる。板状体４は、３箇所の吸着
パッド１３の中央部の当てピン１４によって垂直に支持
され、吸着パッド１３の吸着力が吸着パッド１３の全領
域に分散され、吸着によって板状体４が変形するのが防
止され、平面度の測定精度をあげることができる。
【００１７】＃１７０のダイヤモンド研削面に仕上げた
５００ｍｍ×８００ｍｍ×１０ｍｍ厚さの石英ガラス板
を石定盤上に水平に置き、隙間をシックネスゲージで測
定したところ平面度は１０μｍであった。同じ板状体を
吸着面サイズ１０ｍｍφの３個の吸着パッドと、接触型
３次元測定装置からなる本発明の平面度測定装置で測定
したところ、平面度は４５μｍであった。このように従
来の測定方法では、自重によって周縁部が変形して石定
盤になじみ、平面度の測定値が小さくでる傾向が見られ
たが、本発明の平面度測定装置によれば、自重による変
形が排除され、正確な測定が可能になる。
５００ｍｍ×８００ｍｍ×１０ｍｍ厚さの石英ガラス板
を石定盤上に水平に置き、隙間をシックネスゲージで測
定したところ平面度は１０μｍであった。同じ板状体を
吸着面サイズ１０ｍｍφの３個の吸着パッドと、接触型
３次元測定装置からなる本発明の平面度測定装置で測定
したところ、平面度は４５μｍであった。このように従
来の測定方法では、自重によって周縁部が変形して石定
盤になじみ、平面度の測定値が小さくでる傾向が見られ
たが、本発明の平面度測定装置によれば、自重による変
形が排除され、正確な測定が可能になる。
【００１８】
【発明の効果】測定対象物の板状体を垂直に保持するこ
とによって、従来の水平に置いた場合のような自重によ
る変形が防止され、板状体の平面度を正確に測定するこ
とができる。また、板状体の表面を３次元測定器などの
接触型の測定装置によって平面度を測定するようにした
ので、板状体の材質や表面状態に左右されることなく測
定が可能となり、また、構造が単純であり、保守が容易
である。板状体を保持板に保持する吸着パッドには、中
央部に板状体に接触する当てピンを設けたので吸着によ
る板状体の変形が防止され、平面度の測定を正確におこ
なうことができる。
とによって、従来の水平に置いた場合のような自重によ
る変形が防止され、板状体の平面度を正確に測定するこ
とができる。また、板状体の表面を３次元測定器などの
接触型の測定装置によって平面度を測定するようにした
ので、板状体の材質や表面状態に左右されることなく測
定が可能となり、また、構造が単純であり、保守が容易
である。板状体を保持板に保持する吸着パッドには、中
央部に板状体に接触する当てピンを設けたので吸着によ
る板状体の変形が防止され、平面度の測定を正確におこ
なうことができる。
【図１】平面度測定装置の側面図。
【図２】平面度測定装置の正面図。
【図３】平面度測定装置の保持部の斜視図。
【図４】従来の半導体ウエーハの平面度測定装置。
１ 保持装置 ２ ３次元測定装置 １０ 基台 １１ 保持板 １２ 支持台 １３ 吸着パッド １４ 当てピン
Claims (3)
- 【請求項１】測定対象の板状体を垂直に保持する保持装
置と板状体平面の外形形状を計測する外形測定装置とか
らなる板状体の平面度測定装置。 - 【請求項２】請求項１において、保持装置は垂直な保持
板の表面に設けた少なくとも３個の真空パッドであり、
真空パッドはその中央に当てピンが設けてある板状体の
平面度測定装置 - 【請求項３】請求項１または２において、外形測定装置
が接触型の測定装置である板状体の平面度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000395284A JP4558929B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 平面度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000395284A JP4558929B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 平面度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002195823A true JP2002195823A (ja) | 2002-07-10 |
| JP4558929B2 JP4558929B2 (ja) | 2010-10-06 |
Family
ID=18860769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000395284A Expired - Fee Related JP4558929B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 平面度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4558929B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103802050A (zh) * | 2014-02-17 | 2014-05-21 | 金牌模具（常熟）有限公司 | 液晶电视机背板平整度测量用的夹具结构 |
| CN111351464A (zh) * | 2018-12-20 | 2020-06-30 | 鸿富锦精密电子(郑州)有限公司 | 平整度检测装置及方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110243267B (zh) * | 2019-04-30 | 2021-07-27 | 武汉理工大学 | 一种大规格陶瓷砖平整度的立式检测装置及检测方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS504466U (ja) * | 1973-05-12 | 1975-01-17 | ||
| JPH07136885A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-05-30 | Toshiba Corp | 真空チャック |
| JPH07218209A (ja) * | 1994-02-01 | 1995-08-18 | Nisshin Steel Co Ltd | 金属板等の形状検査装置および検査方法 |
| JPH0854203A (ja) * | 1993-12-27 | 1996-02-27 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 平面形状の測定装置 |
| JPH1047949A (ja) * | 1996-07-31 | 1998-02-20 | Kyocera Corp | ウエハー形状測定装置 |
| JPH10125755A (ja) * | 1996-10-22 | 1998-05-15 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | ウエハのフラットネス測定機構 |
-
2000
- 2000-12-26 JP JP2000395284A patent/JP4558929B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103802050A (zh) * | 2014-02-17 | 2014-05-21 | 金牌模具（常熟）有限公司 | 液晶电视机背板平整度测量用的夹具结构 |
| CN103802050B (zh) * | 2014-02-17 | 2015-07-29 | 金牌模具（常熟）有限公司 | 液晶电视机背板平整度测量用的夹具结构 |
| CN111351464A (zh) * | 2018-12-20 | 2020-06-30 | 鸿富锦精密电子(郑州)有限公司 | 平整度检测装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4558929B2 (ja) | 2010-10-06 |
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