JP2004205407A

JP2004205407A - 二次元測定機

Info

Publication number: JP2004205407A
Application number: JP2002376507A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Inagaki; 等稲垣
Original assignee: V Technology Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP4084653B2

Abstract

【課題】低コストで面積の大きなガラス基板などの被検査体を測定できる二次元測定機を提供すること。
【解決手段】１１基台と、基台１１上に配置されたテーブル１３と、テーブル１３の上方に配置された梁体１５と、梁体１５に配置され被検査体Ｐを測定する光学検査装置１７とを備え、テーブル１３が、支持部材と、支持部材の上面側に支持されていると共に被検査体Ｐを保持する板体２２とを備えた構成とされ、テーブル１３と光学検査装置１７とが、互いに移動可能な二次元測定機１０において、板体２２が複数に分割され、その複数の板体２２、２２が、同一平面をなすように支持されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＣＤなどに用いられているガラス基板等の検査に用いる二次元測定機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ノートパソコン等の移動端末で広く用いられるようになったＴＦＴ液晶ディスプレイなどのＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）は、液晶を２枚のガラス基盤で挟みこみ、液晶に電圧をかけて光の透過率を制御することによりディスプレイ上の点を明滅させるものである。このガラス基板上には、液晶にかける電圧を制御するトランジスタや配線などの光を透過しない部分と、電極や、カラーフィルタなどの光を透過する部分とが配置され、その形状や寸法などが、数十μｍから数μｍの精度で作られている。
【０００３】
ガラス基板上の上記種々の寸法を測定、および検査するために、測定テーブルを備えた二次元測定機が用いられている。この二次元測定機では、ガラス基板を測定テーブルのガラス板上に載置して、該ガラス基板に向けて光を照射すると共に、ガラス基板の上方に顕微鏡を光学部として備えたカメラによってガラス基板を透過した光を拡大、受光してその形状や寸法をμｍ単位の精度で測定されている。
【０００４】
このような精度でガラス基板上の種々の寸法を測定するためには、ガラス基板が載置されるガラス板上面の凹凸やうねり（以後、平面度と称す）を、数十μｍ以内に抑えることが求められている。
そのため、ガラス板上面を研磨し、そのガラス板を支持する複数のロッドを上下方向に微調整して、ガラス板上面の平面度を数十μｍ以内に抑えることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３３２０７号公報（第３−５頁、第２図、第３図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の二次元測定機においては、被検査体を保持するガラス板は、一枚のガラス板である。しかしながら、近年においてはＬＣＤの大型化が進み、面積の大きな被検査体を検査できる二次元測定機が求められるようになった。その要求を満たすためには、面積の大きな被検査体を保持するガラス板も面積の広いものを用いる必要があった。
被検査体が大きくなっても、被検査体の測定に求められる精度は数μｍと、そのままであるため、ガラス板の被検査体を保持する面も、平面度を数十μｍ以内に抑えることが求められる。しかし、例えば、２ｍ×２ｍの大きさのガラス板になると、素材のままでは数百μｍの凸凹やうねりが存在するため、ガラス上面を研磨すると共に、複数の上記ロッドにより調整して数十μｍ以内の平面度を得ていた。
ところが、面積の広いガラス板を研磨できる研磨機は少なく、技術的にも難しいため、その製作にコストがかかるという問題があった。
【０００７】
また、面積の広いガラス板の平面度をロッドを用いて矯正すると、ガラス板に大きな応力（ストレス）がかかり、ガラス板が破損する恐れがあるという問題があった。
ガラス板の一部が破損した場合においても、コストの高い面積の広いガラスを交換する必要があり、メンテナンスや補修にコストがかかるという問題があった。
【０００８】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、低コストで面積の大きなガラス基板などの被検査体を測定できる二次元測定機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の二次元測定機では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１にかかる発明は、基台と、該基台上に配置されたテーブルと、該テーブルの上方に配置された梁体と、該梁体に配置され被検査体を測定する光学検査装置とを備え、前記テーブルが、支持部材と、該支持部材の上面側に支持されていると共に被検査体を保持する板体とを備えた構成とされ、前記テーブルと前記光学検査装置とが、互いに移動可能な二次元測定機において、前記板体が複数に分割され、その複数の前記板体が、同一平面をなすように支持されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明にかかる二次元測定機によれば、分割された面積の小さな複数の前記板体で、前記被検査体を保持することができる。そのため、研磨の容易な面積の小さい前記板体を使用することにより、その製作にかかるコストを抑えることができると共に、高い平面度を維持することができる。
【００１１】
面積の小さい前記板体を使用しているため、一枚の大きな板体を使用した場合と比べて、支持部材によって板体の平面度を高く維持することができる。また、平面度を調整する場合には、一枚の大きな板体と比べて面積が小さいので、調整量が少なくて済む。このため、前記板体の平面度を前記支持部材によって調整する個所が少なくすることができ、また調整する量を少なくすることができるため、前記板体に加えられるストレスを少なくすることができ、前記板体が破損する恐れが少なくなる。
【００１２】
また、前記板体の一部が破損したとしても、分割された複数の前記板体の内、その破損した前記板体のみを交換すれば良く、交換する前記板体の面積は小さいため、その価格は比較的安くメンテナンスにかかるコストを抑えることができる。
【００１３】
請求項２にかかる発明は、請求項１記載の二次元測定機において、前記複数に分割された板体が、それぞれ前記支持部材に螺着自在に設けられた複数の係止部材によって上下動可能に支持されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明にかかる二次元測定機によれば、前記複数に分割された板体が、それぞれ前記支持部材に螺着自在に設けられた複数の係止部材によって上下動可能に支持されているので、各板体を個別に調整可能である。したがって、各板体ごとに平面度を高精度に調整でき、全体として高い平面度を得ることができる。
【００１５】
請求項３にかかる発明は、請求項１または２に記載の二次元測定機において、前記支持部材が、前記複数に分割された板体の縁辺をそれぞれ支持する縁辺支持部を備えることを特徴とする。
【００１６】
この発明にかかる二次元測定機によれば、前記支持部材が、前記複数に分割された板体の縁辺をそれぞれ支持する縁辺支持部を備えるので、各板体が、縁辺の部分で高い剛性で支持される。
【００１７】
請求項４にかかる発明は、請求項１から３のいずれかに記載の二次元測定機において、前記板体および前記支持部材の下方には上方に向けて光を照射する光源が配設され、前記板体および前記支持部材は、透明または半透明の材料からなることを特徴とする。
【００１８】
この発明にかかる二次元測定機によれば、前記板体および前記支持部材は、透明または半透明の材料からなるので、下方からの光源の光が、これらの部材を透過して、テーブル上の被検査体に照射可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る第一の実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
図１および図２において二次元測定機１０は、基台１１と、基台１１上に平行に配置された一対の下部ガイド１２と、下部ガイド１２に沿って移動するテーブル１３と、基台１１上に立設された一対の支柱１４と、これらの支柱１４に支えられテーブル１３の上方を下部ガイド１２に対して直交するように配置された上部ガイド（梁体）１５と、上部ガイド１５に沿って移動する支持台１６と、支持台１６の側面に配置されガラス基板（被検査体）Ｐを測定するＣＣＤカメラ（光学検査装置）１７と、ＣＣＤカメラ１７の光学部としてガラス基板Ｐの測定ポイントを拡大する顕微鏡１８とを備えている。
【００２０】
テーブル１３は、図３に示すように、その外周を構成する筐体２１と、ガラス基板Ｐを載置する２枚に分割されたガラス板（板体）２２、２２と、ガラス板２２をコマ（係止部材）２３を介して支持する井桁形状ベース（支持部材）２４と、井桁形状ベース２４の下方に配置されガラス基板Ｐを照射する光源２５とを備えている。
【００２１】
コマ２３は、図３および図４に示すように、その中間部にガラス板２２を支持するフランジ部２６が形成され、フランジ部２６の下方にはネジ部２７ａが設けられていると共に、上方にもネジ部２７ｂが設けられている。コマ２３上端面には、ドライバでコマ２３を回すときに用いる溝２８が設けられている。
【００２２】
井桁形状ベース２４には、ガラス板２２の縁辺を支持する板状の縁辺支持部２４ａと、ガラス板２２の長手方向中間部を支持する板状の仕切り部２４ｂとが設けられ、断面田の字形状とされている。さらに、井桁形状ベース２４には、ガラス板２２の四隅に対応した位置と、ガラス板２２の各辺の中央に対応した位置と、ガラス板２２の中央に対応した位置とにコマ２３のネジ部２７ａと螺合するネジ孔２９が設けられている。
ガラス板２２には、中央と、四隅と、各辺の中央とに、コマ２３のネジ部２７ｂが挿通する孔３０が設けられていると共に、これら孔３０の周囲には座ぐり部３１が設けられている。
【００２３】
コマ２３のフランジ部２６の上面と、ガラス板２２との間には、テフロン（登録商標）等で摩擦係数を下げ、滑りを良くするためのワッシャ３２が配置されていると共に、ナット３３が、ワッシャ３２との間で座ぐり部３１を挟んでネジ部２７ｂに螺合されている。
【００２４】
次に、上記の構成からなる二次元測定機１０の使用方法について説明する。まず、ガラス基板Ｐを測定する前に、ガラス板２２の平面度の調節を行うと共に、２枚のガラス板２２の上面を同一平面に合わせる。
【００２５】
これらの調節にはコマ２３を用いる。すなわち、図３および図４に示すように、コマ２３の溝２８にドライバを差し込んでコマ２３を回転させることにより、コマ２３を井桁形状ベース２４に対して上下方向に移動させる。コマ２３の上下移動に伴って、コマ２３に支持されたガラス板２２が上下に移動する。
そこで、ガラス板２２の上面の凸凹やたわみを矯正するには、凸状にたわんだ部分のコマ２３を下げ、凹状にたわんだ部分のコマ２３を上げる。
２枚のガラス板２２の上面の高さを合わせるには、一枚のガラス板２２に設けられた複数のコマ２３を全体的に上下させて合わせ、傾きを合わせるには、高くなっている側のコマ２３を下げ、低くなっている側のコマ２３を上げて合わせる。なお、ガラス板２２には、ガラス基板Ｐを吸着するための吸引口（図示せず）が設けられ、この吸引口には、吸引用ブロアやポンプなどが取り付けられている。
【００２６】
ガラス板２２の平面度などの調節が済んだ後に、ガラス基板Ｐの測定を行う。ガラス基板Ｐを測定する時には、図１から図３に示すように、ガラス基板Ｐをガラス板２２上に保持し、光源２５から照射光を、井桁形状ベース２４の内部を通すと共に、ガラス板２２を透過させて、ガラス基板Ｐに照射する。
そして、ガラス基板Ｐに設けられた複数の測定ポイントを測定する。複数の測定ポイントを測定して、各測定ポイントの相対位置が設計値の範囲内に収まっているかを判定する。
【００２７】
具体的には、テーブル１３と支持台１６とをリニアモータ（図示略）で駆動して、基準となる第１測定ポイントの上に顕微鏡１８およびＣＣＤカメラ１７を移動させ、第１測定ポイントを透過した光を顕微鏡１８を介してＣＣＤカメラ１７に取り込む。そして、取り込んだ画像の中心から測定ポイントの中心までの距離（ｄＸ１、ｄＹ１）を、ＣＣＤ画素をカウントして求める。
そして、テーブル１３と支持台１６とをリニアモータ（図示せず）で駆動して、次の第２測定ポイントの上に顕微鏡１８およびＣＣＤカメラ１７を移動させ、第２測定ポイントを透過した光を顕微鏡１８を介してＣＣＤカメラ１７に取り込む。
このときのテーブル１３の移動距離（Ｘ）と支持台１６の移動距離（Ｙ）とは、レーザ干渉計で測定され、第１測定ポイントの際と同様に、ＣＣＤカメラの視野の中心（すなわち、取り込んだ画像中心）と第２測定ポイントの中心までの距離（ｄＸ２、ｄＹ２）を求める。
【００２８】
以上の測定結果から、第１測定ポイントと第２測定ポイントとの相対距離は、テーブル１３および支持台１６の移動距離（ＸおよびＹ）に、ＣＣＤカメラ１７の視野中心から各測定ポイント中心の距離（ｄＸ１、ｄＹ１）（ｄＸ２、ｄＹ２）を加えたり引いたりして求まる。
つまり、第２測定ポイント中心が、第２測定ポイントを取り込んだときのＣＣＤカメラ１７の視野中心と第１測定ポイント中心との間に存在する時は、テーブル１３および支持台１６の移動距離（ＸおよびＹ）から（ｄＸ２、ｄＹ２）を引く。逆に、第２測定ポイント中心が、第２測定ポイントを取り込んだときのＣＣＤカメラ１７の視野中心と第１測定ポイント中心との間にない時には、テーブル１３および支持台１６の移動距離（ＸおよびＹ）に（ｄＸ２、ｄＹ２）を加える。
【００２９】
また、ガラス板２２が破損した時や、メンテナンス等でガラス基板２２を交換する時の説明を行う。
ガラス板２２を交換するには、図３および図４に示すように、まず、ガラス板２２を上から押えている全てのナット３３をコマ２３のネジ部２７ｂから外し、そしてガラス板２２を上方へ引き上げて外す。新しいガラス板２２は、上方からコマ２３のネジ部２７ｂが孔３０に挿通するように下ろし、そしてナット３３をネジ部２７ｂに螺合させて、ガラス板２２を上から押える。
【００３０】
上記の構成によれば、分割された面積の小さな複数のガラス板２２で、ガラス基板Ｐを保持することができるため、研磨の容易な面積の小さいガラス板２２を使用することにより、その製作にかかるコストを抑えることができると共に、高い平面度を維持することができる。
【００３１】
面積の小さいガラス板２２を使用しているため、一枚の大きなガラス板を使用した場合と比べて、コマ２３によってガラス板２２の平面度を高く維持することができる。また、平面度を調整する場合には、一枚の大きなガラス板と比べて面積が小さいので、調整量が少なくて済む。このため、ガラス板２２の平面度をコマ２３によって調整する個所が少なくすることができ、また調整する量を少なくすることができるため、ガラス板２２に加えられるストレスを少なくすることができ、ガラス板２２が破損する恐れが少なくなる。
【００３２】
また、ガラス板２２の一部が破損したとしても、分割された複数のガラス板２２の内、その破損したガラス板２２のみを交換すれば良く、交換するガラス板２２の面積は小さいため、その価格は比較的安くメンテナンスにかかるコストを抑えることができる。
【００３３】
複数に分割されたガラス板２２が、それぞれ井桁形状ベース２４に螺着自在に設けられた複数のコマ２３によって上下動可能に支持されているので、各ガラス板２２、２２を個別に調整可能である。したがって、各ガラス板２２、２２ごとに平面度を高精度に調整でき、全体として高い平面度を得ることができる。
【００３４】
井桁形状ベース２４が、複数に分割されたガラス板２２の縁辺をそれぞれ支持する縁辺支持部２４ａを備えるので、各ガラス板２２、２２が、縁辺の部分で高い剛性で支持される。
【００３５】
次に、本発明にかかる第二の実施形態について、図５から図７を参照して説明する。なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
図５から図７に示すように、二次元測定機５０のテーブル５１には、ガラス基板Ｐを保持する２枚のガラス板２２、２２をコマ２３介して支持するガラスベース（支持部材）５３が備えられている。
ガラスベース５３の上面には、ガラス板２２の四隅に対応した位置と、４辺の略中央に対応した位置と、略中央に対応した位置とにブシュ用孔５４ａが形成され、ブシュ用孔５４ａ内にネジ部２７ａと螺合する雌ネジ付きブシュ５４が設けられている。
【００３６】
上記の構成からなる二次元測定機５０においてガラス基板Ｐを測定する時には、図５から図７に示すように、ガラス基板Ｐをテーブル５１のガラス板２２、２２上に保持し、光源２５から照射光を、ガラスベース５３とガラス板２２と透過させてガラス基板Ｐに照射する。以後の測定方法は第一の実施例と同じであるので、その説明を省略する。
また、ガラス板の平面度の調節、およびガラス板の交換についても、井桁形状ベース２４がガラスベース５３に置き換わると共に、ネジ孔２９が雌ネジ付きブシュ５４に置き換わるだけで、その働きは第一の実施例と同じであるので、その説明を省略する。
【００３７】
上記の構成によれば、ガラスベース５３は、ほぼその全面において光を透過することができるので、照射光を遮断する部分が少なく照射光の影を作ることが少ない。そのため、ガラス基板Ｐにも影が落ちることが少なく、測定ポイントに影の部分が位置して、ＣＣＤカメラ１７に測定ポイントを透過した光を取り込むことができず、位置を測定し難くなるということが少ない。
【００３８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
特に、上記の各実施形態においては、ガラス板２２が２枚で構成されているものに適応して説明したが、このガラス板２２が２枚で構成されているものに限られることなく、４枚で構成されているもの等、その他複数枚のガラス板２２で構成されているものに適応することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、板体が複数に分割され、その複数の板体が、同一平面をなすように支持されているため、その製作にかかるコストを抑えることができると共に、高い平面度を維持することができ、低コストで大きな被検査体を測定できるという効果を奏する。
【００４０】
また、前記板体の平面度を前記支持部材によって調整する個所が少なくすることができ、また調整する量を少なくすることができるため、前記板体に加えられるストレスを少なくすることができ、前記板体が破損する恐れが少なくなる。このため、前記板体を交換する頻度を少なくすることができ、低コストで大きな被検査体を測定できるという効果を奏する。
【００４１】
さらに、前記板体の一部が破損したとしても、分割された複数の前記板体の内、その破損した前記板体のみを交換すれば良く、交換する前記板体の面積は小さいため、その価格は比較的安くメンテナンスにかかるコストを抑えることができ、低コストで大きな被検査体を測定できるという効果を奏する。
【００４２】
請求項２に係る発明によれば、各板体を個別に調整可能であるため、各板体ごとに平面度を高精度に調整でき、全体として高い平面度を得ることができるという効果を奏する。
【００４３】
請求項３に係る発明によれば、支持部材が、複数に分割された板体の縁辺をそれぞれ支持する縁辺支持部を備えるので、各板体が、縁辺の部分で高い剛性で支持されるという効果を奏する。
【００４４】
請求項４に係る発明によれば、下方からの光源の光が、これらの部材を透過して、テーブル上の被検査体に照射可能であるため、光学測定装置に被検査体を透過した光を取り込むことが容易になり、位置を測定し易くなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による二次元測定機の第一の実施形態を示す上面図である。
【図２】本発明による二次元測定機の第一の実施形態を示す正面図である。
【図３】本発明による二次元測定機の第一の実施形態において、テーブルを示す分解斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図５】本発明による二次元測定機の第二の実施形態を示す上面図である。
【図６】本発明による二次元測定機の第二の実施形態を示す要部斜視図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【符号の説明】
１０、５０二次元測定機
１１基台
１３、５１テーブル
１５上部ガイド（梁体）
１７ＣＣＤカメラ（光学検査装置）
２２ガラス板（板体）
２３コマ（係止部材）
２４井桁形状ベース（支持部材）
２４ａ縁辺支持部
５３ガラスベース（支持部材）
Ｐガラス基板（被検査体）

Claims

基台と、該基台上に配置されたテーブルと、該テーブルの上方に配置された梁体と、該梁体に配置され被検査体を測定する光学検査装置とを備え、
前記テーブルが、支持部材と、該支持部材の上面側に支持されていると共に被検査体を保持する板体とを備えた構成とされ、
前記テーブルと前記光学検査装置とが、互いに移動可能な二次元測定機において、
前記板体が複数に分割され、その複数の前記板体が、同一平面をなすように支持されていることを特徴とする二次元測定機。
請求項１記載の二次元測定機において、
前記複数に分割された板体が、それぞれ前記支持部材に螺着自在に設けられた複数の係止部材によって上下動可能に支持されていることを特徴とする二次元測定機。
請求項１または２に記載の二次元測定機において、
前記支持部材が、前記複数に分割された板体の縁辺をそれぞれ支持する縁辺支持部を備えることを特徴とする二次元測定機。
請求項１から３のいずれかに記載の二次元測定機において、
前記板体および前記支持部材の下方には上方に向けて光を照射する光源が配設され、前記板体および前記支持部材は、透明または半透明の材料からなることを特徴とする二次元測定機。