JP4911675B2 - マクロ観察機能を備えた線幅測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、大型ガラス基板のパターン線幅や間隔を TV カメラ等の二次元センサを用いて非接触で寸法測定する装置におけるマクロ観察機能の方式改良に関するものである。

図１を参照して従来技術の説明を行う。図１は、従来のマクロ観察機能を備えた基本的な寸法測定装置の構成を説明するための図である。
寸法測定装置の基本的な構成としては、被測定対象物を搭載するためのステージ部 1 と、ステージ部 1 を覆う安全カバー 2 と、被測定対象物を拡大するための光学顕微鏡 3 と、拡大された被測定対象物の空間像を撮像する TV カメラ 4 と、TV カメラ 4 が撮像した空間像から画像処理寸法測定演算やステージ制御等を行う測定制御処理部 5 とから構成される。
被測定対象物は、例えば、液晶基板や PDP（ Plasma Display Panel ）基板で代表される FPD（ Flat Panel Display ）等の大型ガラス基板である。

上記の寸法測定装置において、マクロ観察を行うためには、ステージ部 1 の試料台 18 上に固定された被検査対象基板に光を照射するためのマクロ照明部 6 と被検査対象物を傾斜させる機構が必要になる。図１の例では、寸法測定装置の天井部分に取付けられているのがマクロ照明部 6 である。
従来のマクロ照明部 6 は、光源ランプ 7 、反射ミラー 8 、及び、均一照明を得るためのフレネルレンズ 9 などを使用していた。このため、装置の天井部分にかなり大きなスペースを必要としていた。

次に図１の試料台 18 部分に構築されているのが、被検査対象物を傾斜させるための機構である。従来は、被検査対象物を傾斜させるために、大型ガラス基板等の被検査対象物を搭載するステージ部 1 の試料台 18 自体を傾斜させていた（傾斜させた試料台 18′参照）。このため、試料台 18 の構造が複雑になる上に試料台 18 を傾斜させるための制御系なども必要となる。
マクロ検査のための装置としては、例えば、特許文献１に記載がある。

特開２００３−３１５２７３号公報

従来のマクロ観察機構では、マクロ照明部に大きなスペースを必要とすることと、大型ガラス基板を搭載する試料台自体を傾斜させるために構造が複雑で、試料台を傾斜させるための空間も必要になり、設計工数や製作時間、または調整時間が多くなり、高額な費用が必要になる上、装置も大きくなってしまう問題がある。
本発明の目的は、上記問題を解決し、小さく、安価で、簡易的に使用できるマクロ観察機能を実現できる寸法測定装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のマクロ観察機能を備えた線幅測定装置は、マクロ照明部にライトガイド光源装置を使用し、ライトガイド取付部（出射口）に均一照明を得られるロッドレンズを取付けたものである。

即ち、本発明のマクロ観察機能を備えた線幅測定装置は、被測定対象物を搭載する移動可能なマクロ台車を備えたことを特徴とする。
また、本発明のマクロ観察機能を備えた線幅測定装置は、光源から出射する光を拡散するロッドレンズと、該ロッドレンズを通った光を反射し、マクロ観察のために被測定対象物に照射するために自在に位置と角度を調整可能であることを特徴とする。

本発明によれば、大型のフレネルレンズを不要とすることができた。また、ステージ部とは全く別置きで、大型ガラス基板を搭載し傾斜させるためにマクロ台車を使用することで、小型で、ステージの試料台を傾斜させることなく、簡易的なマクロ観察を実現する装置を提供することができた。
更に、ロッドレンズ付きライトガイド光源装置と別置きマクロ台車を採用することにより、装置自体の構造もシンプルになり、装置外形寸法が小さくできる上に費用が軽減できた。

本発明の一実施例を図２〜図４を参照して説明する。図２は、本発明に適用する光源装置を示す図、図３は、本発明の一実施例の大型ガラス基板を搭載するマクロ台車を示す図、図４は、本発明の一実施例の寸法測定装置全体の構成を説明するための図である。

図４に示すように、装置の安全カバー 2′の上部にマクロ照明部 16 を設ける。マクロ照明部16 には、ライトガイド光源装置（図２参照）10 を使用し、ライトガイド取付部（出射口）19 に均一照明を得られるロッドレンズ11 を取付ける。

更に、反射ミラー 20 を設け、ロッドレンズ出射口を反射ミラー方向に向けて設置する。反射ミラー 20 は、ステージ搬入口 21 付近に光が照射できるように位置や角度が調整できる機構とする。
また、ライトガイド光源装置 10 の出射口 19 にはリモート制御可能なフィルタ切替機構を設け、フィルタを切替えることで色々な波長の光を照射することができる。

大型ガラス基板を搭載するマクロ台車の一実施例を図３に示す。図３(a) はマクロ台車 12 を側面から見た図、図３(b) はマクロ台車 12 を正面から見た図、図３(c) はマクロ台車 12 のベースプレート（試料台）13 付近の図、図３(d) はマクロ台車 12 のベースプレート 13 と基板固定用ガイド 14 を説明する図である。その他、31 は水平線方向（床面）、32 は垂直線方向（ PASS LINE ）、33 はマクロ台車 12 を移動させるためのキャスター、34 はベースプレート 13 の傾斜角度を固定するロックレバー、35 は制限タイロッド、36 は角度変更用取手、37 は調整角度範囲、38 はガススプリングを示す。

図３において、マクロ台車 12 は、大型ガラス基板（図示しない）を搭載し、クランプ固定できる。また、大型ガラス基板を搭載したベースプレート 13 を傾斜させることが可能であり、基板固定用ガイド 14 はフレキシブルに基板サイズに合せてベースプレート 13 を可動するので、あらゆるサイズの基板を搭載することができる。

図４において、装置ステージのガントリー 15 を一番奥へ移動させておき、大型ガラス基板を搭載したマクロ台車 12 を移動してワーク搬入口 21 に挿入し、マクロ照明 6′を点灯する。
照明の明るさ調整やフィルタ変更などは全て測定制御処理部 5′の測定制御アプリケーションソフトにより図示しない表示画面を見ながら、図示しない操作器を用いてオペレータによる操作が可能である。

ワーク搬入口 21 には、エリアセンサ 17 を設け、マクロ台車 12 挿入中にはステージが動かないようインターロックをかけて安全を確保している。
このような構成によって、装置内に挿入したマクロ台車 12 のベースプレート 13 を観察し易い角度に傾斜させ、照明の明るさやフィルタなどを調整しながらマクロ観察を行うことができる。

上記のように、ロッドレンズ付きライトガイド光源装置と別置きマクロ台車を採用することにより、装置自体の構造もシンプルになり、装置外形寸法が小さくできる上に設計、製作、及び調整の費用を軽減できる。

なお、本発明の装置で、線幅測定を行う場合には、図４におけるステージ部 1′の試料台上に被測定対象物であるガラス基板を搭載して測定を行う。

従来のマクロ観察機能を備えた寸法測定装置の構成を説明するための図。 本発明に適用する光源装置を示す図。 本発明の一実施例のマクロ台車を示す図。 本発明の一実施例の寸法測定装置全体の構成を説明するための図。

符号の説明

1，1′：ステージ部、 2，2′：安全カバー、 3：光学顕微鏡、 4：TV カメラ、 5，5′：測定制御処理部、 6，6′：マクロ照明部、 7：光源ランプ、 8：反射ミラー、 9：フレネルレンズ、 10：ライトガイド光源装置、 11：ロッドレンズ、 12：マクロ台車、 13：ベースプレート、 14：基板固定用ガイド、 15：ガントリー、 16：マクロ照明部、 17：エリアセンサ、 18，18′：試料台、 19：ライトガイド取付部、 20：反射ミラー、 21：ステージ搬入口、 31：水平線方向、 32：PASS LINE、 33：キャスター、 34：ロックレバー、 35：制限タイロッド、 36：角度変更用取手、 37：調整角度範囲、 38：ガススプリング。

Claims (2)

1. マクロ観察機能と、被測定対象物を搭載する移動可能なマクロ台車とを備えた線幅測定装置であって、
   前記マクロ観察機能は、少なくとも光源装置と、反射ミラーと、前記マクロ台車の搬入を検知するエリアセンサと、搬入されたマクロ台車を所望の位置に調整する制御手段とを有し、
   前記マクロ台車は、搭載された被測定対象物の角度を任意に調整可能とし、
   マクロ観察のために被測定対象物に照射する場合に、前記マクロ台車に搭載された被測定対象物を所望の位置と角度に調整することを特徴とするマクロ観察機能を備えた線幅測定装置。
2. 前記請求項１記載の線幅測定装置において、
   前記光源装置は、所望の波長の光を照射する少なくとも１つのフィルタと、該フィルタを切り替えるフィルタ切り替え手段を備えたことを特徴とする線幅測定装置。
   
   

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