JP2020165785A

JP2020165785A - Size measuring apparatus

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Publication number: JP2020165785A
Application number: JP2019066054A
Authority: JP
Inventors: 山田　淳一; Junichi Yamada; 淳一山田; 真也雨海; Shinya Amami
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2020-10-08

Abstract

To provide a size measuring apparatus which can easily and accurately measure the size of a structure (etching structure) formed by etching such as a protruding structure part including an imprint mold or a blanks substrate.SOLUTION: The size measuring apparatus for measuring a size of an etching structure formed by etching includes: an imaging unit for imaging at least a region near an etching structure; and a size measuring unit for measuring the size of the etching structure on the basis of the result of imaging by the imaging unit. The imaging unit images an index mark to be an index for measuring the size of the etching structure and the etching structure, and the size measuring unit measures the size of the etching structure based on the index mark.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、エッチングにより形成されるエッチング構造体の寸法を測定する装置に関する。 The present disclosure relates to an apparatus for measuring the dimensions of an etching structure formed by etching.

微細加工技術として知られているナノインプリント技術は、基材の表面に微細凹凸パターンが形成されてなるインプリントモールドを用い、当該微細凹凸パターンを被加工物に転写することで微細凹凸パターンを等倍転写するパターン形成技術である。 Nanoimprint technology, which is known as microfabrication technology, uses an imprint mold in which a fine concavo-convex pattern is formed on the surface of a base material, and transfers the fine concavo-convex pattern to a work piece to magnify the fine concavo-convex pattern at the same magnification. It is a pattern forming technique to be transferred.

ナノインプリント技術において一般に用いられるインプリントモールドは、例えば、基材と、基材の表面から突出する凸構造部と、凸構造部の上面に形成されてなる微細凹凸パターンとを備えるものが知られている。このインプリントモールドにおける凸構造部は、一般に、第１面及びそれに対向する第２面を有する平板状の基材の第１面に形成された、凸構造部に対応するマスクパターンを用いて、フッ酸等をエッチャントとして用いたウェットエッチング処理を施すことで形成される。 An imprint mold generally used in nanoimprint technology is known to include, for example, a base material, a convex structure portion protruding from the surface of the base material, and a fine uneven pattern formed on the upper surface of the convex structure portion. There is. The convex structure portion in this imprint mold generally uses a mask pattern corresponding to the convex structure portion formed on the first surface of a flat plate-shaped base material having a first surface and a second surface facing the first surface. It is formed by performing a wet etching treatment using hydrofluoric acid or the like as an etchant.

特許第５４４５７１４号公報Japanese Patent No. 5445714 特開２０１１−２２７９５０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-227950

特許文献１及び特許文献２に記載のインプリントモールドの製造方法のように、基材の第１面から突出する凸構造部を形成するにあたり、凸構造部に対応するマスクパターンを用いたウェットエッチング処理を当該基材に施すと等方性にエッチングが進行するため、マスクパターンに被覆されている基材に対する横方向へのエッチング（サイドエッチング）が進行する。すなわち、マスクパターンの大きさよりも小さい上面部を有する凸構造部が形成されることになる。 Wet etching using a mask pattern corresponding to the convex structure portion in forming the convex structure portion protruding from the first surface of the base material as in the method for manufacturing the imprint mold described in Patent Document 1 and Patent Document 2. When the treatment is applied to the base material, etching proceeds isotropically, so that lateral etching (side etching) on the base material covered with the mask pattern proceeds. That is, a convex structure portion having an upper surface portion smaller than the size of the mask pattern is formed.

上記のようなサイドエッチングによる寸法変動（サイドエッチング量）を見越して、凸構造部の上面部の設計サイズよりも大きいマスクパターンが形成される。しかし、サイドエッチング量は、そのときのエッチング条件（例えば、エッチャントの温度や濃度、エッチャントの循環速度等）に応じて変動するため、サイドエッチング量を正確に把握するのは極めて困難である。近年、上記インプリントモールドの凸構造部の上面部の寸法精度に対する要求が厳しくなってきている一方で、凸構造部の上面部の寸法管理が困難であり、インプリントモールドの歩留りを低下させる一因となっている。 In anticipation of dimensional variation (side etching amount) due to side etching as described above, a mask pattern larger than the design size of the upper surface portion of the convex structure portion is formed. However, since the side etching amount varies depending on the etching conditions at that time (for example, the temperature and concentration of the etchant, the circulation speed of the etchant, etc.), it is extremely difficult to accurately grasp the side etching amount. In recent years, while the demand for dimensional accuracy of the upper surface portion of the convex structure portion of the imprint mold has become stricter, it is difficult to control the dimensions of the upper surface portion of the convex structure portion, which reduces the yield of the imprint mold. It is the cause.

上記課題に鑑みて、本開示は、インプリントモールドやブランクス基板の凸構造部等のようなエッチングにより形成される構造体（エッチング構造体）の寸法を高い精度で、かつ容易に測定することのできる寸法測定装置を提供することを一目的とする。 In view of the above problems, the present disclosure makes it possible to easily measure the dimensions of a structure (etched structure) formed by etching, such as an imprint mold or a convex structure portion of a blank substrate, with high accuracy. One object is to provide a capable dimensional measuring device.

上記課題を解決するために、本開示の一実施形態として、エッチングにより形成されるエッチング構造体の寸法を測定する装置であって、少なくとも前記エッチング構造体の一部の近傍を撮像可能な撮像部と、前記撮像部による撮像結果に基づいて前記エッチング構造体の寸法を測定する寸法測定部とを備え、前記撮像部は、前記エッチング構造体の寸法を測定するための指標となる指標マークを前記エッチング構造体とともに撮像し、前記寸法測定部は、前記指標マークを指標として前記エッチング構造体の寸法を測定する寸法測定装置が提供される。 In order to solve the above problems, as one embodiment of the present disclosure, an imaging unit that measures the dimensions of an etching structure formed by etching and is capable of imaging at least a part of the etching structure. And a dimension measuring unit for measuring the dimensions of the etching structure based on the imaging result by the imaging unit, and the imaging unit has an index mark as an index for measuring the dimensions of the etching structure. An image is taken together with the etching structure, and the dimension measuring unit is provided with a dimension measuring device for measuring the dimensions of the etching structure using the index mark as an index.

上記寸法測定装置において、前記エッチング構造体は、透明であり、前記指標マークが形成されている指標板を、当該指標板における前記指標マークの形成されている面と前記エッチング構造体とを対向させるようにして配置し、前記指標マーク及び前記エッチング構造体の一部の近傍が前記撮像部により撮像されればよい。 In the dimension measuring device, the etching structure is transparent, and the index plate on which the index mark is formed is made to face the surface of the index plate on which the index mark is formed and the etching structure. It may be arranged in this way, and the vicinity of the index mark and a part of the etching structure may be imaged by the imaging unit.

上記寸法測定装置において、前記撮像部は、所定の間隔で配置された複数の前記指標マークを前記エッチング構造体とともに撮像し、前記寸法測定部は、前記指標マークの間隔を基準として前記エッチング構造体の寸法を測定することができる。 In the dimension measuring device, the imaging unit images a plurality of the index marks arranged at predetermined intervals together with the etching structure, and the dimension measuring unit uses the interval of the index marks as a reference for the etching structure. The dimensions of can be measured.

上記寸法測定装置において、前記エッチング構造体は平面視略方形状であり、前記複数の指標マークは、第１指標マークと、前記第１指標マークから第１方向に前記所定の間隔で配置された第２指標マークと、前記第１指標マークから前記第１方向に直交する第２方向に前記所定の間隔で配置された第３指標マークとを含み、前記撮像部は、前記エッチング構造体の一つの角部を構成する２辺のそれぞれを前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに実質的に平行に並列させるようにして、前記第１指標マーク、前記第２指標マーク及び前記第３指標マークを前記エッチング構造体とともに撮像すればよい。 In the dimension measuring apparatus, the etching structure has a substantially rectangular shape in a plan view, and the plurality of index marks are arranged at the first index mark and the predetermined interval in the first direction from the first index mark. The imaging unit includes a second index mark and a third index mark arranged at a predetermined interval in a second direction orthogonal to the first direction from the first index mark, and the imaging unit is one of the etched structures. The first index mark, the second index mark, and the third index are arranged so that each of the two sides constituting the corner portion is substantially parallel to each of the first direction and the second direction. The mark may be imaged together with the etching structure.

上記寸法測定装置において、前記撮像部は、前記指標マークと前記エッチング構造体とが所定の間隔になるまで両者を近接させた状態で撮像すればよく、前記所定の間隔は、前記エッチング構造体の高さの２倍〜７００μｍであればよい。 In the dimension measuring device, the imaging unit may take an image in a state where the index mark and the etching structure are close to each other until they are at a predetermined interval, and the predetermined interval is the etching structure of the etching structure. It may be twice the height to 700 μm.

上記寸法測定装置において、前記指標マークと前記エッチング構造体との近接を検出する近接センサをさらに備え、前記指標マークと前記エッチング構造体とは、前記近接センサによる検出結果に基づいて前記所定の間隔まで近接されればよく、前記指標マークの平面視形状は、略円形状であればよい。 The dimension measuring device further includes a proximity sensor for detecting the proximity of the index mark and the etching structure, and the index mark and the etching structure are spaced apart from each other based on the detection result of the proximity sensor. The index mark may have a substantially circular shape in a plan view.

上記寸法測定装置において、前記エッチング構造体が、第１面及びそれに対向する第２面を有する基部と、前記基部の前記第１面から突出する凸構造部とを備え、インプリントモールドを製造するために用いられるブランクス基板における前記凸構造部であればよい。 In the dimension measuring apparatus, the etching structure includes a base portion having a first surface and a second surface facing the first surface, and a convex structure portion of the base portion protruding from the first surface, and an imprint mold is manufactured. It may be the convex structure portion in the blanks substrate used for the purpose.

本開示によれば、インプリントモールドやブランクス基板の凸構造部等のようなエッチングにより形成される構造体（エッチング構造体）の寸法を高い精度で、かつ容易に測定することのできる寸法測定装置を提供することができる。 According to the present disclosure, a dimensional measuring device capable of easily measuring the dimensions of a structure (etched structure) formed by etching, such as an imprint mold or a convex structure portion of a blank substrate, with high accuracy. Can be provided.

図１は、本開示の一実施形態に係る寸法測定装置の一態様の構成を概略的に示す概略側面図である。FIG. 1 is a schematic side view schematically showing a configuration of one aspect of a dimension measuring device according to an embodiment of the present disclosure. 図２は、本開示の一実施形態における寸法測定対象物であるブランクス基板の概略構成を示す切断端面図である。FIG. 2 is a cut end view showing a schematic configuration of a blanks substrate which is a dimensional measurement object in one embodiment of the present disclosure. 図３は、本開示の一実施形態における指標板の一態様の概略構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of one aspect of the index plate according to the embodiment of the present disclosure. 図４は、本開示の一実施形態における指標板の他の態様の概略構成を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of another aspect of the index plate according to the embodiment of the present disclosure. 図５は、本開示の一実施形態における指標マークの概略構成を示す部分拡大平面図である。FIG. 5 is a partially enlarged plan view showing a schematic configuration of an index mark according to an embodiment of the present disclosure. 図６は、本開示の一実施形態における指標マークの一態様の概略構成を示す切断他面図である。FIG. 6 is a cut other view showing a schematic configuration of one aspect of the index mark in one embodiment of the present disclosure. 図７は、本開示の一実施形態における指標マークの他の態様の概略構成を示す切断他面図である。FIG. 7 is a cut other view showing a schematic configuration of another aspect of the index mark in one embodiment of the present disclosure. 図８は、本開示の一実施形態に係る寸法測定装置の他の態様の構成を概略的に示す概略側面図である。FIG. 8 is a schematic side view schematically showing the configuration of another embodiment of the dimension measuring device according to the embodiment of the present disclosure. 図９は、本開示の一実施形態に係る寸法測定装置の撮像部において撮像・取得された画像を並列させた様子を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing a state in which images captured and acquired in the imaging unit of the dimension measuring device according to the embodiment of the present disclosure are arranged in parallel. 図１０は、本開示の一実施形態に係る寸法測定装置の寸法測定部において凸構造部の寸法を測定する方法を概念的に示す平面図である。FIG. 10 is a plan view conceptually showing a method of measuring the dimensions of the convex structure portion in the dimension measuring portion of the dimension measuring apparatus according to the embodiment of the present disclosure. 図１１は、本開示の一実施形態における指標板の他の態様の概略構成を示す部分拡大平面図である。FIG. 11 is a partially enlarged plan view showing a schematic configuration of another aspect of the index plate according to the embodiment of the present disclosure. 図１２は、本開示の一実施形態に係る寸法測定装置の撮像部において撮像・取得された画像を並列させた様子を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing a state in which images captured and acquired in the imaging unit of the dimension measuring device according to the embodiment of the present disclosure are arranged in parallel. 図１３は、本開示の一実施形態に係る寸法測定装置の寸法測定部において凸構造部の寸法を測定する方法を概念的に示す平面図である。FIG. 13 is a plan view conceptually showing a method of measuring the dimensions of the convex structure portion in the dimension measuring portion of the dimension measuring apparatus according to the embodiment of the present disclosure. 図１４は、本開示の一実施形態におけるエッチングシステムの概略構成を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of an etching system according to an embodiment of the present disclosure. 図１５は、本開示の一実施形態における寸法測定対象物であるインプリントモールドの概略構成を示す切断端面図である。FIG. 15 is a cut end view showing a schematic configuration of an imprint mold which is a dimensional measurement object in one embodiment of the present disclosure.

本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
当該図面においては、理解を容易にするために、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更したり、誇張したりして示している場合がある。本明細書等において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値及び上限値として含む範囲であることを意味する。本明細書等において、「フィルム」、「シート」、「板」等の用語は、呼称の相違に基づいて相互に区別されない。例えば、「板」は、「シート」、「フィルム」と一般に呼ばれ得るような部材をも含む概念である。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
In the drawings, in order to facilitate understanding, the shape, scale, aspect ratio, etc. of each part may be changed or exaggerated from the actual product. The numerical range represented by using "~" in the present specification and the like means a range including each of the numerical values before and after "~" as a lower limit value and an upper limit value. In the present specification and the like, terms such as "film", "sheet" and "board" are not distinguished from each other based on the difference in designation. For example, "board" is a concept that includes members that can be generally called "sheet" or "film".

本実施形態に係る寸法測定装置１は、エッチングにより形成されるエッチング構造体の寸法を測定するために用いられるものである。寸法測定の対象物であるエッチング構造体として、インプリントモールドを製造するために用いられるブランクス基板の凸構造部を例に挙げるが、これに限定されるものではない。本実施形態に係る寸法測定装置１の構成等を説明するのに先立ち、エッチング構造体としての凸構造部を有するブランクス基板の構成等について説明する。 The dimension measuring device 1 according to the present embodiment is used for measuring the dimensions of the etching structure formed by etching. As an etching structure to be an object of dimensional measurement, a convex structure portion of a blank substrate used for manufacturing an imprint mold is given as an example, but the present invention is not limited thereto. Prior to explaining the configuration and the like of the dimension measuring device 1 according to the present embodiment, the configuration and the like of a blanks substrate having a convex structure portion as an etching structure will be described.

本実施形態におけるブランクス基板１０は、第１面１１Ａ及び当該第１面１１Ａに対向する第２面１１Ｂを有する基材１１と、基材１１の第１面１１Ａから突出する凸構造部１２と、第２面１１Ｂ側に形成されている窪み部１３とを備える（図２参照）。 The blank substrate 10 in the present embodiment includes a base material 11 having a first surface 11A and a second surface 11B facing the first surface 11A, and a convex structure portion 12 protruding from the first surface 11A of the base material 11. It is provided with a recessed portion 13 formed on the second surface 11B side (see FIG. 2).

基材１１としては、インプリントモールド製造用のブランクス基板１０として一般的なもの、例えば、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、蛍石基板、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、バリウムホウケイ酸ガラス、アミノホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等の無アルカリガラス基板等のガラス基板、ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板、ポリメチルメタクリレート基板、ポリエチレンテレフタレート基板等の樹脂基板、これらのうちから任意に選択された２以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板等を用いることができる。なお、本実施形態において「透明」とは、インプリント樹脂を硬化させ得る波長の光を透過可能であることを意味し、波長１５０ｎｍ〜４００ｎｍの光線の透過率が６０％以上であることを意味し、好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。 The base material 11 is generally used as a blank substrate 10 for manufacturing imprint molds, for example, quartz glass substrate, soda glass substrate, fluorite substrate, calcium fluoride substrate, magnesium fluoride substrate, barium borosilicate glass, and the like. Glass substrates such as non-alkali glass substrates such as aminoborosilicate glass and aluminosilicate glass, polycarbonate substrates, polypropylene substrates, polyethylene substrates, polymethylmethacrylate substrates, resin substrates such as polyethylene terephthalate substrates, etc., were arbitrarily selected. A transparent substrate such as a laminated substrate obtained by laminating two or more substrates can be used. In addition, in this embodiment, "transparent" means that light having a wavelength capable of curing the imprint resin can be transmitted, and means that the transmittance of light having a wavelength of 150 nm to 400 nm is 60% or more. However, it is preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more.

基材１１の平面視形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、略矩形状等が挙げられる。基材１１が光インプリント用として一般的に用いられている石英ガラス基板からなるものである場合、通常、基材１１の平面視形状は略矩形状である。 The plan view shape of the base material 11 is not particularly limited, and examples thereof include a substantially rectangular shape. When the base material 11 is made of a quartz glass substrate generally used for optical imprinting, the base material 11 usually has a substantially rectangular shape in a plan view.

基材１１の大きさ（平面視における大きさ）も特に限定されるものではないが、基材１１が上記石英ガラス基板からなる場合、例えば、基材１１の大きさは１５２ｍｍ×１５２ｍｍ程度である。また、基材１１の厚さは、強度、取り扱い適性等を考慮し、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定され得る。 The size of the base material 11 (size in a plan view) is not particularly limited, but when the base material 11 is made of the quartz glass substrate, for example, the size of the base material 11 is about 152 mm × 152 mm. .. Further, the thickness of the base material 11 can be appropriately set in the range of, for example, about 300 μm to 10 mm in consideration of strength, handling suitability and the like.

基材１１の第１面１１Ａから突出する凸構造部１２は、平面視において基材１１の略中央に設けられている。凸構造部１２の平面視における形状は、略矩形状である。凸構造部１２の大きさは、ブランクス基板１０から作製されるインプリントモールドを用いたインプリント処理により製造される製品等に応じて適宜設定されるものであり、例えば、３０ｍｍ×２５ｍｍ程度に設定される。 The convex structure portion 12 projecting from the first surface 11A of the base material 11 is provided substantially in the center of the base material 11 in a plan view. The shape of the convex structure portion 12 in a plan view is substantially rectangular. The size of the convex structure portion 12 is appropriately set according to a product or the like manufactured by an imprint process using an imprint mold manufactured from the blanks substrate 10, and is set to, for example, about 30 mm × 25 mm. Will be done.

凸構造部１２の突出高さＴ１２（基材１１の第１面１１Ａと凸構造部１２の上面部１２１との間の基材１１の厚み方向に沿った長さ）は、本実施形態におけるブランクス基板１０、ひいてはそれから作製されるインプリントモールドが凸構造部１２を備える目的を果たし得る限り、特に制限されるものではなく、例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度に設定され得る。 The protruding height T12 of the convex structure portion 12 (the length along the thickness direction of the base material 11 between the first surface 11A of the base material 11 and the upper surface portion 121 of the convex structure portion 12) is the blanks in the present embodiment. The substrate 10 and the imprint mold produced from the substrate 10 are not particularly limited as long as they can serve the purpose of including the convex structure portion 12, and can be set to, for example, about 10 μm to 100 μm.

凸構造部１２は、インプリントモールドの凹凸パターンが形成され得るパターン領域を有する、平面視略方形状の上面部１２１と、上面部１２１の外周縁部と基材１１の第１面１１Ａとの間に連続し、ラウンド形状の側面部１２２とを有する。 The convex structure portion 12 includes a top surface portion 121 having a substantially rectangular shape in a plan view, which has a pattern region on which an imprint mold uneven pattern can be formed, an outer peripheral edge portion of the top surface portion 121, and a first surface 11A of the base material 11. It is continuous between them and has a round-shaped side surface portion 122.

基材１１の第２面１１Ｂには、所定の大きさの窪み部１３が形成されている。窪み部１３が形成されていることで、本実施形態におけるブランクス基板１０から作製されるインプリントモールドを用いたインプリント処理時、特にインプリント樹脂との接触時やインプリントモールドの剥離時に、基材１１、特に凸構造部１２の上面部１２１を湾曲させることができる。その結果、凸構造部１２の上面部１２１とインプリント樹脂とを接触させるときに、凸構造部１２の上面部１２１に形成されている凹凸パターンとインプリント樹脂との間に気体が挟みこまれてしまうのを抑制することができ、また、インプリント樹脂に凹凸パターンが転写されてなる転写パターンからインプリントモールドを容易に剥離することができる。 A recess 13 having a predetermined size is formed on the second surface 11B of the base material 11. Since the recessed portion 13 is formed, the base is formed during the imprint processing using the imprint mold produced from the blanks substrate 10 in the present embodiment, particularly at the time of contact with the imprint resin or at the time of peeling of the imprint mold. The material 11, particularly the upper surface portion 121 of the convex structure portion 12, can be curved. As a result, when the upper surface portion 121 of the convex structure portion 12 and the imprint resin are brought into contact with each other, gas is sandwiched between the uneven pattern formed on the upper surface portion 121 of the convex structure portion 12 and the imprint resin. It is possible to prevent the imprint mold from being transferred, and the imprint mold can be easily peeled off from the transfer pattern formed by transferring the uneven pattern to the imprint resin.

窪み部１３の平面視形状は、略円形状であるのが好ましい。略円形状であることで、インプリント処理時、特に凸構造部１２の上面部１２１とインプリント樹脂とを接触させるときやインプリント樹脂からインプリントモールドを剥離するときに、インプリントモールドの凸構造部の上面部を、その面内において実質的に均一に湾曲させることができる。 The plan view shape of the recessed portion 13 is preferably a substantially circular shape. Due to the substantially circular shape, the convexity of the imprint mold is formed during the imprint processing, particularly when the upper surface portion 121 of the convex structure portion 12 is brought into contact with the imprint resin or when the imprint mold is peeled off from the imprint resin. The upper surface portion of the structural portion can be curved substantially uniformly in the plane.

窪み部１３の平面視における大きさは、窪み部１３を基材１１の第１面１１Ａ側に投影した投影領域内に、凸構造部１２が包摂される程度の大きさである限り、特に制限されるものではない。当該投影領域が凸構造部１２を包摂不可能な大きさであると、インプリントモールドの凸構造部の上面部の全面を効果的に湾曲させることができないおそれがある。 The size of the recessed portion 13 in a plan view is particularly limited as long as the convex structure portion 12 is included in the projected region in which the recessed portion 13 is projected onto the first surface 11A side of the base material 11. It is not something that is done. If the projected region has a size that cannot include the convex structure portion 12, the entire upper surface portion of the convex structure portion of the imprint mold may not be effectively curved.

本実施形態に係る寸法測定装置１は、寸法測定対象物であるエッチング構造体としての凸構造部１２を有するブランクス基板１０を実質的に水平に載置するステージ２と、凸構造部１２の寸法を測定するための指標となる指標マークＬＭを有する指標板３と、ステージ２上に載置されたブランクス基板１０及び指標板３の間の距離を検知する変位センサ４と、凸構造部１２の一部の近傍を指標マークＬＭとともに撮像可能な撮像部５と、撮像部５により撮像された画像に基づいて凸構造部１２の寸法を測定する寸法測定部６１を含む、寸法測定装置１の各種動作を制御する制御部６とを備える（図１参照）。 In the dimension measuring device 1 according to the present embodiment, the dimensions of the stage 2 on which the blanks substrate 10 having the convex structure portion 12 as the etching structure which is the object to be measured is placed substantially horizontally and the convex structure portion 12 are placed. The displacement sensor 4 for detecting the distance between the blanks substrate 10 and the index plate 3 mounted on the stage 2, the index plate 3 having the index mark LM as an index for measuring the measurement, and the convex structure portion 12. Various types of dimensional measuring device 1 including an imaging unit 5 capable of imaging a part of the vicinity together with the index mark LM and a dimensional measuring unit 61 for measuring the dimensions of the convex structure portion 12 based on the image captured by the imaging unit 5. A control unit 6 for controlling the operation is provided (see FIG. 1).

指標板３は、指標マークＬＭが設けられている第１面３１Ａ及び第１面３１Ａに対向する第２面３１Ｂを有する基部３１を備え、第１面３１Ａをステージ２上に載置されるブランクス基板１０（凸構造部１２）に対向させるように、かつステージ２（ブランクス基板１０）と実質的に平行になるように保持部（図示省略）に保持されている。指標板３は、ステージ２に対する鉛直方向に移動可能に保持部により保持される。指標板３としては、ブランクス基板１０と同様の透明基板を用いてもよいし、不透明な基板を用いてもよい。 The index plate 3 includes a base portion 31 having a first surface 31A provided with the index mark LM and a second surface 31B facing the first surface 31A, and blanks on which the first surface 31A is placed on the stage 2. It is held by a holding portion (not shown) so as to face the substrate 10 (convex structure portion 12) and substantially parallel to the stage 2 (blanks substrate 10). The index plate 3 is held by the holding portion so as to be movable in the vertical direction with respect to the stage 2. As the index board 3, a transparent substrate similar to the blanks substrate 10 may be used, or an opaque substrate may be used.

本実施形態において、指標板３を構成する基部３１の第１面３１Ａには、４つの指標マークＬＭが設けられている（図３参照）。各指標マークＬＭは、指標板３を凸構造部１２に近接させ、撮像部５により撮像されたときに、凸構造部１２の一部（凸構造部１２の角部Ｃを含む一部分）と１フレーム内に位置するように設けられている。４つの指標マークＬＭは、それらにより囲まれて画定される方形状の領域ＡＲが、凸構造部１２の上面部１２１を包含し得る大きさとなるように、基部３１の第１面３１Ａ上に設けられている。なお、指標マークＬＭは、上記領域ＡＲを画定可能である限りにおいて、一の対角に位置する２ヶ所に設けられていればよく、他の対角に位置する２ヶ所には設けられていなくてもよい。すなわち、指標板３には、少なくとも２つの指標マークＬＭが設けられていればよい（図４参照）。 In the present embodiment, four index marks LM are provided on the first surface 31A of the base 31 constituting the index plate 3 (see FIG. 3). Each index mark LM is a part of the convex structure portion 12 (a part of the convex structure portion 12 including the corner portion C) and 1 when the index plate 3 is brought close to the convex structure portion 12 and the image is taken by the imaging unit 5. It is provided so as to be located in the frame. The four index marks LM are provided on the first surface 31A of the base 31 so that the rectangular region AR surrounded and defined by them has a size capable of including the upper surface portion 121 of the convex structure portion 12. Has been done. As long as the region AR can be defined, the index mark LM may be provided at two diagonal locations, and is not provided at two diagonal locations. You may. That is, at least two index mark LMs may be provided on the index plate 3 (see FIG. 4).

指標マークＬＭは、第１指標マークＬＭ１、第１指標マークＬＭ１から第１方向ＤＲ１に沿って所定の間隔ＤＳ１２で離間した位置に設けられている第２指標マークＬＭ２と、第１指標マークＬＭ１から第２方向ＤＲ２に沿って所定の間隔ＤＳ１３で離間した位置に設けられている第３指標マークＬＭ３とを含む（図５参照）。第１方向ＤＲ１と第２方向ＤＲ２とは、互いに直交する。すなわち、指標マークＬＭは、全体として、第１指標マークＬＭ１を中心とするＬ字状に構成されている。上記領域ＡＲは、各第１指標マークＬＭ１を頂点とする方形状の領域として画定される。 The index mark LM is from the first index mark LM1, the second index mark LM2 provided at a predetermined distance DS12 along the first direction DR1 from the first index mark LM1, and the first index mark LM1. It includes a third index mark LM3 provided at a predetermined interval DS13 along the second direction DR2 (see FIG. 5). The first direction DR1 and the second direction DR2 are orthogonal to each other. That is, the index mark LM is generally configured in an L shape centered on the first index mark LM1. The region AR is defined as a rectangular region having each first index mark LM1 as an apex.

第１指標マークＬＭ１と第２指標マークＬＭ２との間の間隔ＤＳ１２及び第１指標マークＬＭ１と第３指標マークＬＭ３との間の間隔ＤＳ１３は、凸構造部１２の寸法を測定するための基準となる長さである。これらの間隔ＤＳ１２，ＤＳ１３は、例えば１００μｍ〜７００μｍ程度に設定され得る。また、隣接する指標マークＬＭ（上記方形状の領域ＡＲの各頂点に位置する第１指標マークＬＭ１）間の長さＤＳ１１は、ブランクス基板１０の凸構造部１２を物理的に包含可能な大きさに適宜設定されることができ、例えば、２０ｍｍ〜３３ｍｍ程度に設定され得る。上記間隔ＤＳ１２，ＤＳ１３及び長さＤＳ１１と、撮像部５により取得される画像における隣接する指標マークＬＭ（第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２、第１指標マークＬＭ１及び第３指標マークＬＭ３）間の画素数との関係を利用して、凸構造部１２の寸法を測定することができる。すなわち、撮像部５による取得される画像における１画素の長さが規定される。なお、凸構造部１２の寸法の測定方法の詳細については、後述する。 The distance DS12 between the first index mark LM1 and the second index mark LM2 and the distance DS13 between the first index mark LM1 and the third index mark LM3 serve as a reference for measuring the dimensions of the convex structure portion 12. Is the length. These intervals DS12 and DS13 can be set to, for example, about 100 μm to 700 μm. Further, the length DS11 between the adjacent index marks LM (the first index mark LM1 located at each apex of the rectangular region AR) has a size that can physically include the convex structure portion 12 of the blanks substrate 10. Can be appropriately set to, for example, about 20 mm to 33 mm. The intervals DS12, DS13 and length DS11, and the adjacent index mark LM in the image acquired by the imaging unit 5 (first index mark LM1, second index mark LM2, first index mark LM1 and third index mark LM3). The dimension of the convex structure portion 12 can be measured by utilizing the relationship with the number of pixels between them. That is, the length of one pixel in the image acquired by the imaging unit 5 is defined. The details of the method of measuring the dimensions of the convex structure portion 12 will be described later.

指標マークＬＭ（第１〜第３指標マークＬＭ１〜ＬＭ３）は、指標板３を構成する基部３１の第１面３１Ａに形成されてなる凹凸構造であってもよいし（図６参照）、基部３１とは別個の材料（例えば金属クロム等）により構成されるパターン等であってもよい（図７参照）。 The index mark LM (first to third index marks LM1 to LM3) may have an uneven structure formed on the first surface 31A of the base portion 31 constituting the index plate 3 (see FIG. 6), or the base portion. It may be a pattern or the like composed of a material (for example, metallic chromium or the like) different from 31 (see FIG. 7).

撮像部５は、所定の撮影対象領域内の画像を取得可能なものであって、例えばＣＣＤカメラ等であればよい。撮像部５は、各指標マークＬＭに対応する４箇所の位置にそれぞれ設けられていてもよいし、対角に位置する２つの指標マークＬＭに対応する２箇所の位置にそれぞれ設けられていてもよい。撮像部５は、制御部６の指示に従い、指標マークＬＭ及びその近傍に位置する凸構造部１２の一部（凸構造部１２の角部Ｃを含む一部分）の画像を取得する。 The imaging unit 5 can acquire an image in a predetermined imaging target area, and may be, for example, a CCD camera or the like. The imaging unit 5 may be provided at four positions corresponding to each index mark LM, or may be provided at two positions corresponding to two diagonally located index marks LM. Good. The imaging unit 5 acquires an image of the index mark LM and a part of the convex structure portion 12 (a part of the convex structure portion 12 including the corner portion C) located in the vicinity thereof according to the instruction of the control unit 6.

本実施形態において、撮像部５は、ステージ２の下方に位置しているが（図１参照）、この態様に限定されるものではなく、保持部に保持されている指標板３の基部３１の第２面３１Ｂ側に位置し、保持部とともにステージ２に対する鉛直方向に移動可能に構成されていてもよい（図８参照）。この場合、指標板３の基部３１は、透明材料により構成されていればよい。 In the present embodiment, the imaging unit 5 is located below the stage 2 (see FIG. 1), but is not limited to this embodiment, and the base 31 of the index plate 3 held by the holding unit. It may be located on the second surface 31B side and may be configured to be movable in the vertical direction with respect to the stage 2 together with the holding portion (see FIG. 8). In this case, the base 31 of the index plate 3 may be made of a transparent material.

寸法測定部６１は、撮像部５により撮像された少なくとも２つの画像、好ましくは４つの画像に基づき、凸構造部１２の寸法を算出する。寸法測定部６１は、撮像部５により撮像され、取得された画像を処理可能なプログラム等を格納するコンピュータ等により構成されていればよい。 The dimensional measurement unit 61 calculates the dimensions of the convex structure unit 12 based on at least two images, preferably four images, captured by the image pickup unit 5. The dimensional measurement unit 61 may be configured by a computer or the like that stores a program or the like that can process the images captured and acquired by the image pickup unit 5.

変位センサ４は、保持部により保持され、ステージ２上のブランクス基板１０に向かって移動する指標板３とブランクス基板１０との間の距離（ステージ２に対する鉛直方向における間隔）が所定の範囲（１００μｍ〜１０ｍｍ）となったことを検知し、検知信号を制御部６に送信する。変位センサ４は、指標板３とブランクス基板１０との間の距離を検知可能なものであればよく、その測長方式としては、例えば、レーザ方式、超音波方式、ＬＥＤ方式等が挙げられる。制御部６は、検知信号を受信すると、保持部による指標板３の移動を停止する。 The displacement sensor 4 is held by a holding portion, and the distance (distance in the vertical direction with respect to the stage 2) between the index plate 3 moving toward the blanks substrate 10 on the stage 2 and the blanks substrate 10 is within a predetermined range (100 μm). 10 mm) is detected, and the detection signal is transmitted to the control unit 6. The displacement sensor 4 may be any as long as it can detect the distance between the index plate 3 and the blanks substrate 10, and examples of the length measuring method include a laser method, an ultrasonic method, and an LED method. When the control unit 6 receives the detection signal, the control unit 6 stops the movement of the index plate 3 by the holding unit.

制御部６は、本実施形態に係る寸法測定装置１の各種構成要素の動作（保持部の移動、撮像部５による撮像、寸法測定部６１における寸法算出等）を制御可能なプログラム等を格納するコンピュータ等により構成され得る。なお、寸法測定部６１は、制御部６を構成するコンピュータ等の一機能として制御部６に備えられていてもよい。 The control unit 6 stores a program or the like capable of controlling the operation of various components of the dimension measurement device 1 according to the present embodiment (movement of the holding unit, imaging by the image pickup unit 5, dimension calculation by the dimension measurement unit 61, etc.). It may be configured by a computer or the like. The dimension measurement unit 61 may be provided in the control unit 6 as a function of a computer or the like constituting the control unit 6.

本実施形態に係る寸法測定装置１において、寸法測定対象であるブランクス基板１０がステージ２に載置されると、制御部６の指示に従い、保持部（図示省略）に保持されている指標板３がブランクス基板１０に近接するように移動する（図１参照）。このとき、指標板３の移動は、変位センサ４による検知に基づいて制御部６により制御される。すなわち、ブランクス基板１０（凸構造部１２の上面部１２１）と指標板３（第１面３１Ａ）との間の距離が所定の距離（例えば、凸構造部１２の突出高さＴ１２の２倍以上７００μｍ以下程度）になったことが変位センサ４により検知されると、その検知結果に基づき、制御部６により指標板３の移動が停止される。 In the dimension measuring device 1 according to the present embodiment, when the blanks substrate 10 to be dimensioned is placed on the stage 2, the index plate 3 held by the holding unit (not shown) according to the instruction of the control unit 6. Moves closer to the blanks substrate 10 (see FIG. 1). At this time, the movement of the index plate 3 is controlled by the control unit 6 based on the detection by the displacement sensor 4. That is, the distance between the blanks substrate 10 (upper surface portion 121 of the convex structure portion 12) and the index plate 3 (first surface 31A) is a predetermined distance (for example, twice or more the protruding height T12 of the convex structure portion 12). When the displacement sensor 4 detects that the distance has reached 700 μm or less, the control unit 6 stops the movement of the index plate 3 based on the detection result.

続いて、撮像部５は、制御部６の指示に従い、指標マークＬＭ及びその近傍に位置する凸構造部１２の一部（凸構造部１２の角部Ｃを含む一部分）の画像を取得する。本実施形態に係る寸法測定装置１が４つの撮像部５を備える場合、各撮像部５により４つの画像（第１〜第４画像ＩＭ１〜ＩＭ４）が撮像・取得される。寸法測定部６１は、各撮像部５にて撮像され、取得された画像（第１〜第４画像ＩＭ１〜ＩＭ４）を配列させ、それらの画像から凸構造部１２の角部Ｃの座標（ｘ，ｙ）を求め、その座標（ｘ，ｙ）から凸構造部１２の寸法を求める（図９参照）。 Subsequently, the imaging unit 5 acquires an image of the index mark LM and a part of the convex structure portion 12 (a part of the convex structure portion 12 including the corner portion C) located in the vicinity thereof according to the instruction of the control unit 6. When the dimension measuring device 1 according to the present embodiment includes four image pickup units 5, each image pickup unit 5 captures and acquires four images (first to fourth images IM1 to IM4). The dimensional measurement unit 61 arranges the images (first to fourth images IM1 to IM4) imaged by each image pickup unit 5, and coordinates (x) of the corner portion C of the convex structure portion 12 from those images. , Y) is obtained, and the dimensions of the convex structure portion 12 are obtained from the coordinates (x, y) (see FIG. 9).

本実施形態においては、左上に配列される画像を第１画像ＩＭ１、左下に配列される画像を第２画像ＩＭ２、右上に配置される画像を第３画像ＩＭ３、右下に配置される画像を第４画像ＩＭ４と称する（図９及び図１０参照）。まず、４つの画像のうちの左上に配置される第１画像ＩＭ１中の第１指標マークＬＭ１及び第３指標マークＬＭ３、並びに左下に配置される第２画像ＩＭ２中の第１指標マークＬＭ１及び第３指標マークＬＭ３を通る線分をＹ軸とし、第２画像ＩＭ２中の第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２、並びに右下に配置される第４画像ＩＭ４中の第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２を通る線分をＸ軸とする座標系を規定する（図１０参照）。 In the present embodiment, the image arranged in the upper left is the first image IM1, the image arranged in the lower left is the second image IM2, the image arranged in the upper right is the third image IM3, and the image arranged in the lower right is the image. It is referred to as the fourth image IM4 (see FIGS. 9 and 10). First, the first index mark LM1 and the third index mark LM3 in the first image IM1 arranged in the upper left of the four images, and the first index mark LM1 and the first in the second image IM2 arranged in the lower left. The line segment passing through the three index marks LM3 is defined as the Y axis, and the first index mark LM1 and the second index mark LM2 in the second image IM2, and the first index mark LM1 and the first index mark LM1 in the fourth image IM4 arranged at the lower right. A coordinate system with a line segment passing through the second index mark LM2 as the X-axis is defined (see FIG. 10).

次に、当該座標系から、第１〜第４画像ＩＭ１〜ＩＭ４に含まれる各指標マークＬＭ（第１〜第３指標マークＬＭ１〜ＬＭ３）の座標を求める。本実施形態においては、各指標マークＬＭにおける第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２の間隔ＤＳ１２と、第１指標マークＬＭ１及び第３指標マークＬＭ３との間隔ＤＳ１３と、各指標マークＬＭの第１指標マークＬＭ１間の長さＤＳ１１とが規定されているため、第２画像ＩＭ２中の第１指標マークＬＭ１を原点（ｘ，ｙ＝０，０）とし、第１画像ＩＭ１中の第１指標マークＬＭ１の座標を（ｘ，ｙ＝０，１）とし、第４画像ＩＭ４中の第１指標マークＬＭ１の座標を（ｘ，ｙ＝１，０）としたときの、各画像ＩＭ１〜ＩＭ４に含まれる各指標マークＬＭ（第１〜第３指標マークＬＭ１〜ＬＭ３）の座標が求められる。 Next, the coordinates of each index mark LM (first to third index marks LM1 to LM3) included in the first to fourth images IM1 to IM4 are obtained from the coordinate system. In the present embodiment, the distance DS12 between the first index mark LM1 and the second index mark LM2 in each index mark LM, the distance DS13 between the first index mark LM1 and the third index mark LM3, and the third of each index mark LM. Since the length DS11 between the 1 index mark LM1 is defined, the first index mark LM1 in the second image IM2 is set as the origin (x, y = 0,0), and the first index in the first image IM1 is defined. When the coordinates of the mark LM1 are (x, y = 0,1) and the coordinates of the first index mark LM1 in the fourth image IM4 are (x, y = 1,0), the images IM1 to IM4 The coordinates of each index mark LM (first to third index marks LM1 to LM3) included are obtained.

続いて、当該座標系における各指標マークＬＭ（第１〜第３指標マークＬＭ１〜ＬＭ３）の座標に基づき、各画像ＩＭ１〜ＩＭ４に含まれる凸構造部１２の角部Ｃ（Ｃ１〜Ｃ４）の座標（ｘ₁，ｙ₁），（ｘ₂，ｙ₂），（ｘ₃，ｙ₃），（ｘ₄，ｙ₄）が求められる。これらの座標から、上記座標系における凸構造部１２の各辺の長さＭＣ１〜ＭＣ４を求める。座標系における凸構造部１２の各辺の長さＭＣ１〜ＭＣ４は、下記式により求められ得る。
ＭＣ１＝((|ｘ₃−ｘ₁|)²＋(|ｙ₃−ｙ₁|)²)^1/2
ＭＣ２＝((|ｘ₂−ｘ₁|)²＋(|ｙ₂−ｙ₁|)²)^1/2
ＭＣ３＝((|ｘ₄−ｘ₂|)²＋(|ｙ₄−ｙ₂|)²)^1/2
ＭＣ４＝((|ｘ₃−ｘ₄|)²＋(|ｙ₃−ｙ₄|)²)^1/2
さらに、上記のようにして求めた長さＭＣ１〜ＭＣ４を凸構造部１２の各辺の実寸法（実際の長さ）に換算する。このようにして、凸構造部１２の寸法を測定することができる。 Subsequently, based on the coordinates of the index marks LM (first to third index marks LM1 to LM3) in the coordinate system, the corner portions C (C1 to C4) of the convex structure portion 12 included in the images IM1 to IM4. The coordinates (x ₁ , y ₁ ), (x ₂ , y ₂ ), (x ₃ , y ₃ ), (x ₄ , y ₄ ) are obtained. From these coordinates, the lengths MC1 to MC4 of each side of the convex structure portion 12 in the coordinate system are obtained. The lengths MC1 to MC4 of each side of the convex structure portion 12 in the coordinate system can be obtained by the following formula.
MC1 = ((| x ₃ − x ₁ |) ² + (| y _{3 −} y ₁ |) ² ) ^1/2
MC2 = ((| x ₂ − x ₁ |) ² + (| y _{2 −} y ₁ |) ² ) ^1/2
MC3 = ((| x ₄ − x ₂ |) ² + (| y _{4 −} y ₂ |) ² ) ^1/2
MC4 = ((| x ₃ − x ₄ |) ² + (| y _{3 −} y ₄ |) ² ) ^1/2
Further, the lengths MC1 to MC4 obtained as described above are converted into actual dimensions (actual lengths) of each side of the convex structure portion 12. In this way, the dimensions of the convex structure portion 12 can be measured.

なお、上述した寸法測定装置１において、指標板３は、方形状の領域ＡＲの４角に相当する位置に指標マークＬＭを有しているが、この態様に限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、方形状の領域ＡＲの各辺に相当する位置に指標マークＬＭ（所定の間隔で配置された第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２）を有していてもよい。この場合において、各指標マークＬＭは、方形状の領域ＡＲの各辺の中点に位置していればよい。すなわち、第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２の中点と方形状の領域ＡＲの各辺の中点との互いの位置が当該辺の直交方向に一致していればよい。 In the dimension measuring device 1 described above, the index plate 3 has the index mark LM at positions corresponding to the four corners of the square region AR, but the present invention is not limited to this aspect. For example, as shown in FIG. 11, index marks LM (first index mark LM1 and second index mark LM2 arranged at predetermined intervals) are provided at positions corresponding to each side of the rectangular region AR. May be good. In this case, each index mark LM may be located at the midpoint of each side of the rectangular region AR. That is, it suffices that the midpoints of the first index mark LM1 and the second index mark LM2 and the midpoints of each side of the square region AR coincide with each other in the orthogonal direction of the sides.

この態様において、寸法測定部６１は、各撮像部５にて撮像され、取得された第１画像ＩＭ１を上に、第２画像ＩＭ２を左に、第３画像ＩＭ３を下に、第４画像ＩＭ４を右に位置させるように各画像ＩＭ１〜ＩＭ４を配置する。そして、第２画像ＩＭ２の指標マークＬＭを通る線分をＹ軸とし、第３画像ＩＭ３の指標マークＬＭを通る線分をＸ軸とする座標系を規定する（図１２参照）。 In this embodiment, the dimension measurement unit 61 has the first image IM1 imaged and acquired by each image pickup unit 5 on the top, the second image IM2 on the left, the third image IM3 on the bottom, and the fourth image IM4. The images IM1 to IM4 are arranged so as to be positioned to the right. Then, a coordinate system is defined in which the line segment passing through the index mark LM of the second image IM2 is the Y axis and the line segment passing through the index mark LM of the third image IM3 is the X axis (see FIG. 12).

次に、当該座標系から、第１〜第４画像ＩＭ１〜ＩＭ４に含まれる第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２の座標を求める。そして、各画像（第１〜第４画像ＩＭ１〜ＩＭ４）に含まれる凸構造部１２の辺の両端を延伸させ、辺同士の交点の座標を求める（図１３参照）。この辺同士の交点は、凸構造部１２の角部Ｃ１〜Ｃ４と推認され得る。すなわち、各画像ＩＭ１〜ＩＭ４に含まれていない凸構造部１２の角部Ｃ１〜Ｃ４の座標（ｘ₁，ｙ₁），（ｘ₂，ｙ₂），（ｘ₃，ｙ₃），（ｘ₄，ｙ₄）が求められる。これらの座標から、上記座標系における凸構造部１２の各辺の長さＭＣ１〜ＭＣ４を求める。座標系における凸構造部１２の各辺の長さＭＣ１〜ＭＣ４は、下記式により求められ得る。
ＭＣ１＝((|ｘ₃−ｘ₁|)²＋(|ｙ₃−ｙ₁|)²)^1/2
ＭＣ２＝((|ｘ₂−ｘ₁|)²＋(|ｙ₂−ｙ₁|)²)^1/2
ＭＣ３＝((|ｘ₄−ｘ₂|)²＋(|ｙ₄−ｙ₂|)²)^1/2
ＭＣ４＝((|ｘ₃−ｘ₄|)²＋(|ｙ₃−ｙ₄|)²)^1/2
さらに、上記のようにして求めた長さＭＣ１〜ＭＣ４を凸構造部１２の各辺の実寸法（実際の長さ）に換算する。このようにして、凸構造部１２の寸法を測定することができる。 Next, the coordinates of the first index mark LM1 and the second index mark LM2 included in the first to fourth images IM1 to IM4 are obtained from the coordinate system. Then, both ends of the sides of the convex structure portion 12 included in each image (first to fourth images IM1 to IM4) are stretched to obtain the coordinates of the intersection of the sides (see FIG. 13). The intersection of these sides can be inferred to be the corner portions C1 to C4 of the convex structure portion 12. That is, the coordinates (x ₁ , y ₁ ), (x ₂ , y ₂ ), (x ₃ , y ₃ ), (x) of the corner portions C1 to C4 of the convex structure portion 12 not included in each of the images IM1 to IM4. ₄ , y ₄ ) is required. From these coordinates, the lengths MC1 to MC4 of each side of the convex structure portion 12 in the coordinate system are obtained. The lengths MC1 to MC4 of each side of the convex structure portion 12 in the coordinate system can be obtained by the following formula.
MC1 = ((| x ₃ − x ₁ |) ² + (| y _{3 −} y ₁ |) ² ) ^1/2
MC2 = ((| x ₂ − x ₁ |) ² + (| y _{2 −} y ₁ |) ² ) ^1/2
MC3 = ((| x ₄ − x ₂ |) ² + (| y _{4 −} y ₂ |) ² ) ^1/2
MC4 = ((| x ₃ − x ₄ |) ² + (| y _{3 −} y ₄ |) ² ) ^1/2
Further, the lengths MC1 to MC4 obtained as described above are converted into actual dimensions (actual lengths) of each side of the convex structure portion 12. In this way, the dimensions of the convex structure portion 12 can be measured.

上述した構成を有する本実施形態に係る寸法測定装置１によれば、互いの位置関係が規定されている複数の指標マークＬＭを有する指標板３を用い、当該指標マークＬＭと寸法測定対象物である凸構造部１２の一部とを一フレームに収めた複数の画像（第１〜第４画像ＩＭ１〜ＩＭ４）の画像処理により凸構造部１２の寸法を算出するため、ブランクス基板１０の凸構造部１２等のようなエッチングにより形成されるエッチング構造体の寸法を高い精度で、かつ容易に測定することができる。また、本実施形態に係る寸法測定装置１によれば、指標マークＬＭ間の間隔（第１及び第２指標マークＬＭ１，ＬＭ２の間隔ＤＳ１２、第１及び第３指標マークＬＭ１，ＬＭ３の間隔ＤＳ１３、第１指標マークＬＭ１，ＬＭ１間の距離ＤＳ１１）が規定されているため、複数の撮像部５のそれぞれにより取得される各画像ＩＭ１〜ＩＭ４の倍率が異なっていたとしても、各画像ＩＭ１〜ＩＭ４を配列させて得られる座標系における座標に基づいて凸構造部１２の寸法を高い精度で、かつ容易に測定することができる。 According to the dimension measuring device 1 according to the present embodiment having the above-described configuration, the index plate 3 having a plurality of index mark LMs whose positional relationship with each other is defined is used, and the index mark LM and the dimension measurement object are used. The convex structure of the blanks substrate 10 is used to calculate the dimensions of the convex structure portion 12 by image processing of a plurality of images (first to fourth images IM1 to IM4) in which a part of the convex structure portion 12 is contained in one frame. The dimensions of the etching structure formed by etching such as the portion 12 and the like can be easily measured with high accuracy. Further, according to the dimension measuring device 1 according to the present embodiment, the distance between the index marks LM (distance DS12 between the first and second index marks LM1 and LM2, the distance DS13 between the first and third index marks LM1 and LM3, Since the distance DS11) between the first index marks LM1 and LM1 is defined, even if the magnifications of the images IM1 to IM4 acquired by each of the plurality of imaging units 5 are different, the images IM1 to IM4 are displayed. The dimensions of the convex structure portion 12 can be easily measured with high accuracy based on the coordinates in the coordinate system obtained by arranging them.

本実施形態に係る寸法測定装置１は、ブランクス基板１０を製造するためのエッチング装置１０１とともにエッチングシステム１００を構成してもよい（図１４参照）。エッチングシステム１００は、例えば、本実施形態に係る寸法測定装置１と、ブランクス基板１０を製造するためのエッチング装置１０１とを備え、エッチング装置１０１は、ブランクス基板１０を製造するための基材をエッチングするエッチング部１０２と、エッチング部１０２にてエッチングされて作製されたブランクス基板１０を洗浄する洗浄部１０３と、洗浄部１０３にて洗浄されたブランクス基板１０を乾燥する乾燥部１０４とを有する。 The dimension measuring device 1 according to the present embodiment may form an etching system 100 together with an etching device 101 for manufacturing a blank substrate 10 (see FIG. 14). The etching system 100 includes, for example, a dimension measuring device 1 according to the present embodiment and an etching device 101 for manufacturing a blanks substrate 10, and the etching device 101 etches a base material for manufacturing a blanks substrate 10. It has an etching unit 102 for cleaning, a cleaning unit 103 for cleaning the blanks substrate 10 produced by being etched by the etching unit 102, and a drying unit 104 for drying the blanks substrate 10 cleaned by the cleaning unit 103.

このようなエッチングシステムにおける寸法測定装置１は、各種データ等を記憶する記憶部を備えているのが好ましく、制御部６は、寸法測定部６１により測定された、ブランクス基板１０の凸構造部１２の寸法に関するデータを、エッチング装置１０１におけるエッチング条件（エッチング時間、凸構造部１２を形成するための基材に設けられる凸構造部１２に対応するマスクの寸法等）と関連付けて当該記憶部に記憶する。そして、制御部６は、当該エッチングシステム１００（エッチング装置１０１）においてブランクス基板１０を作製するときに、エッチングシステム１００において入力された条件データ（エッチングにより作製されるエッチング構造体の設計寸法、エッチング構造体を形成するためのマスク寸法、エッチング液の種類等に関するデータ）が寸法測定装置１に送信されると、当該データ及び当該記憶部に記憶されているデータに基づいてエッチング条件（エッチング時間等）のデータをエッチング装置１０１にフィードバックすることができ、凸構造部１２の寸法や高さ、マスクの寸法等に応じてエッチング時間等を適切に設定することができる。 The dimension measuring device 1 in such an etching system preferably includes a storage unit for storing various data and the like, and the control unit 6 is a convex structure portion 12 of the blanks substrate 10 measured by the dimension measuring unit 61. Data related to the dimensions of the above are stored in the storage unit in association with the etching conditions in the etching apparatus 101 (etching time, dimensions of the mask corresponding to the convex structure portion 12 provided on the base material for forming the convex structure portion 12, etc.). To do. Then, the control unit 6 receives the condition data (design dimensions of the etching structure produced by etching, etching structure) input in the etching system 100 when the blanks substrate 10 is produced in the etching system 100 (etching apparatus 101). When the mask dimensions for forming the body, the type of etching solution, etc.) are transmitted to the dimension measuring device 1, the etching conditions (etching time, etc.) are based on the data and the data stored in the storage unit. Data can be fed back to the etching apparatus 101, and the etching time and the like can be appropriately set according to the dimensions and height of the convex structure portion 12, the dimensions of the mask, and the like.

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

上記実施形態において、寸法測定対象物としてのエッチング構造体が、インプリントモールドを製造するために用いられるブランクス基板１０における凸構造部１２である態様を例に挙げて説明したが、この態様に限定されるものではない。例えば、図１５に示すように、第１面１１Ａ及び当該第１面１１Ａに対向する第２面１１Ｂを有する基材１１と、基材１１の第１面１１Ａから突出する凸構造部１２と、凸構造部１２の上面部に形成されてなる凹凸パターン１４と、基材１１の第２面１１Ｂに形成されてなる窪み部１３とを備えるインプリントモールド１５における、凸構造部１２や凹凸パターン１４が、寸法測定対象物としてのエッチング構造体であってもよい。また、ブランクス基板１０やインプリントモールド１５以外にも、マイクロニードル、モスアイ構造体、バイオミメティクス構造体、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display，表面伝導型電子放出素子ディスプレイ）、流路デバイス等における凹凸構造が、寸法測定対象物としてのエッチング構造体であってもよい。 In the above embodiment, the embodiment in which the etching structure as the object to be measured is the convex structure portion 12 in the blanks substrate 10 used for manufacturing the imprint mold has been described as an example, but the present invention is limited to this embodiment. It is not something that is done. For example, as shown in FIG. 15, a base material 11 having a first surface 11A and a second surface 11B facing the first surface 11A, and a convex structure portion 12 protruding from the first surface 11A of the base material 11 The convex structure portion 12 and the uneven pattern 14 in the imprint mold 15 including the concave-convex pattern 14 formed on the upper surface portion of the convex structure portion 12 and the concave portion 13 formed on the second surface 11B of the base material 11. However, it may be an etching structure as a dimensional measurement object. In addition to the blank substrate 10 and the imprint mold 15, unevenness in microneedles, moth-eye structures, biomimetics structures, SEDs (Surface-conduction Electron-emitter Display), flow path devices, and the like. The structure may be an etching structure as a dimensional measurement object.

さらに、寸法測定対象物としてのエッチング構造体は、基材１１の第１面１１Ａから凹むようにして形成された凹状構造体であってもよい。この場合において、寸法測定装置１の撮像部５は、基材１１の第１面１１Ａと指標板３の第１面３１Ａとを所定の間隔（凹状構造体の深さの２倍以上７００μｍ以下程度）にまで近接させた状態で指標マークＬＭ及びその近傍に位置する凹状構造体の少なくとも一部（凹状構造体の角部を含む一部分）の画像を取得すればよい。 Further, the etching structure as the object to be measured may be a concave structure formed so as to be recessed from the first surface 11A of the base material 11. In this case, the image pickup unit 5 of the dimension measuring device 1 has a predetermined distance between the first surface 11A of the base material 11 and the first surface 31A of the index plate 3 (about twice or more and 700 μm or less of the depth of the concave structure). ), At least a part of the index mark LM and the concave structure located in the vicinity thereof (a part including the corner portion of the concave structure) may be acquired.

１…寸法測定装置
２…ステージ
３…指標板
Ｌ…指標マーク
Ｌ１〜Ｌ３…第１〜第３指標マーク
４…変位センサ
５…撮像部
６…制御部
６１…寸法測定部
１０…ブランクス基板
１１…基材
１１Ａ…第１面
１１Ｂ…第２面
１２…凸構造部
１２１…上面部
１２２…側面部
１３…窪み部
１４…凹凸パターン
１５…インプリントモールド 1 ... Dimension measuring device 2 ... Stage 3 ... Indicator plate L ... Index marks L1 to L3 ... 1st to 3rd index marks 4 ... Displacement sensor 5 ... Imaging unit 6 ... Control unit 61 ... Dimension measuring unit 10 ... Blanks substrate 11 ... Base material 11A ... 1st surface 11B ... 2nd surface 12 ... Convex structure portion 121 ... Top surface portion 122 ... Side surface portion 13 ... Recessed portion 14 ... Concavo-convex pattern 15 ... Imprint mold

Claims

A device that measures the dimensions of an etching structure formed by etching.
An imaging unit capable of imaging at least a part of the etching structure and
It is provided with a dimension measuring unit that measures the dimensions of the etching structure based on the imaging result by the imaging unit.
The imaging unit captures an index mark, which is an index for measuring the dimensions of the etching structure, together with the etching structure.
The dimension measuring unit is a dimension measuring device that measures the dimensions of the etching structure using the index mark as an index.

The etching structure is transparent and
The index plate on which the index mark is formed is arranged so that the surface of the index plate on which the index mark is formed and the etching structure face each other, and one of the index mark and the etching structure. The dimension measuring device according to claim 1, wherein the vicinity of the unit is imaged by the imaging unit.

The imaging unit captures a plurality of the index marks arranged at predetermined intervals together with the etching structure.
The dimension measuring device according to claim 1 or 2, wherein the dimension measuring unit measures the dimensions of the etching structure with reference to the interval between the index marks.

The etching structure has a substantially rectangular shape in a plan view.
The plurality of index marks are orthogonal to the first index mark, the second index mark arranged in the first direction from the first index mark at the predetermined interval, and the first index mark in the first direction. Including the third index mark arranged at the predetermined interval in the second direction.
The imaging unit has the first index mark so that each of the two sides constituting one corner of the etching structure is substantially parallel to each of the first direction and the second direction. The dimension measuring apparatus according to claim 3, wherein the second index mark and the third index mark are imaged together with the etching structure.

The dimension measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the imaging unit captures an image in a state where the index mark and the etching structure are close to each other until they are at a predetermined interval.

The dimension measuring apparatus according to claim 5, wherein the predetermined interval is twice to 700 μm of the height of the etching structure.

A proximity sensor for detecting the proximity of the index mark to the etching structure is further provided.
The dimension measuring apparatus according to claim 5 or 6, wherein the index mark and the etching structure are brought close to each other up to the predetermined interval based on the detection result by the proximity sensor.

The dimension measuring device according to any one of claims 1 to 7, wherein the shape of the index mark in a plan view is a substantially circular shape.

A blank substrate used for manufacturing an imprint mold, wherein the etching structure includes a base portion having a first surface and a second surface facing the first surface, and a convex structure portion of the base portion protruding from the first surface. The dimension measuring apparatus according to any one of claims 1 to 8, which is the convex structure portion in the above.