JPH0390805A - 基板表面平滑性測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、各種表示装置用硝子基板、フォトマスク用硝
子基板等の表面の平滑化が重要な要素となる被測定板、
特に２０ｃ＋＊Ｘ２０ｃ−以上のような撓み易い大型の
基板に対して、その表面の平滑性を全面で測定可能であ
る装置に係る。

（従来の技術） 従来か−ら、いろいろな物が被測定板の表面の平滑性測
定装置として公知である。

例えば、実開昭６３−９２２１０等が知られている。そ
の内容は、複数の接触センサーで距離を測定し、その測
定結果を基に、歪み量を導き出すものである。

また、側面で表面の平滑さを測定する考えとして、特開
昭５９−３０００８等が知られている。

この内容は、円筒形等の回転形の被検査物を側面から距
離を測定し、回転形を順次回転して全体の表面形状を判
断するものである。

更に、被測定面が起立しているものとして、特開昭５７
−１８９００７等がある。これは、元々被測定面が起立
しているものである。

また、表面の高さを等高線状に表示する方法として、特
開昭５９−１８０３３２等が知られている。

（発明が解決使用とする課題） 従来の表面平滑性測定装置では、被測定板の固定方法と
して、平らな台の上等に乗せるのが普通であった。

この場合、部分的な凹凸を測定する分には何ら差し支え
ない。

しかし、広い領域の全体としての歪みを測定すると、問
題が起きてくる。それは、台の歪みに応じて撓む、硝子
等の様に撓む材質の場合、台の歪みが写ってしまう事で
ある。

＼ この場合、全体の歪みを測定しようとしても、その得ら
れた結果は、台の歪みも含んだ歪みの値である。しかも
、台の歪みも、全てそのまま表面に写る訳ではない。従
って、それによる歪みの値の補正も困難で、結果的に正
確な測定は困難であった。

従って、撓む性質を持つ被測定板の撓みを最小限にして
、その全体の歪みの分布を測定する装置が望まれていた
という課題があった。

（！！ｌ！！を解決する為の手段） 本発明は、上述の課題を解決する手段として、以下の手
段を用いるものである。

被測定板の歪みを解消する手段として、被測定板を立て
た状態で被接触センサーを用いて距離を測定する事とし
たものである。

この様な状態では、被測定板は表面方向に何ら接するも
のがない、言い換えると、乗せる台ともセンサーとも接
触していない。

従って、表面方向に対して心力が加わらず、その方向に
対して歪みが生じない。

なお、被測定板固定装置は、少なくとも被測定板の中央
以外の場所で支持する必要がある。

これは、中央に支持部分を設けて応力が掛かる場合があ
る。その場合−１そこを中心として、歪みが生じ易い為
である。

従って、Ｍ測定板の外周を枠状に固定するものであって
もよい、しかし、それに限らず外周の一部分、例えば、
四隅や上端のみを支持する構成でもよい。

また、測定位置移動装置は、前に述べた被測定板固定装
置と、非接触距離測定センサーとを繋ぐ役割を果たす。

そしてそれは、単に繋ぐだけではなく、被測定板とセン
サーとが平行に移動する構造になっている。そして、被
測定板のどの位置の正面にも移動できる必要がある。

この場合、必ずしもセンサーの方が移動しなくでも良い
、そのときは、被測定板固定装置が被測定板を伴って移
動可能な構造となる。

また、具体的な移動手段として、ＸＹブロック＼ 一状のレールもしくは梁等の手段で、センサーと被測定
板との距離を一定に保つ構造にするのが一般的である。

また、その距離を一定に保った上で、ギア、ベルトやチ
ェーン、ギア等のいろいろな手段で被測定板表面を自在
に移動出来る様にする。また、その駆動は、ステッピン
グモーター等のサーボモーターで駆動するのが一般的で
ある。また、そのモーターは、マイコン制御が一般的で
制御も容易である。

また、被接触距離測定センサーは、発光素子と受光素子
とが既に組み合わされたエアーマイクロメーター等が一
般的であるが、別々の素子をセツティングするものでも
構わない。

別々に形成した場合、発光素子については、赤外線レー
ザー、可視光レーザー等が代表的なものとして用いられ
ている。

しかし、被測定板の表面に感光性樹脂が塗布されている
様な場合には、感光しない波長の発光をするものが望ま
れる。

また、受光素子は、現在では固体撮像素子が主流である
。

また、表示装置としてはブラウン管、液晶デイスプレィ
等に限らず、プロッターやハードコピー等でも良い、ま
た、受光素子の出力は、そのままでは画像にならないの
が普通である。

従って、出来合いの画像処理チップを用いても良いが、
プログラミングしたチップを用いない場合、細かな出力
制御は出来ない。

（作用） 被測定板の測定面は何ら力が掛かっていない為に、歪み
が非常に少なくなっている。従って、その状態で測定す
るので、被測定板の歪み成分は非常に少なくなる。

また、この装置を用いる事によって被測定板に接触しな
くとも測定できるようになった為、センサーとの接触が
無くなった。

（実施例） 本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す側面図である。

被測定板（５）を垂直に立て掛ける被測定板固定装置（
１）と、非接触距離測定センサー（２）と被測定仮固定
装置（１）との相対位置を上下左右に移動させうる測定
位置移動装置（３）と、非接触により非接触距離測定セ
ンサー（２）と被測定板表面（５１）との距離を測定す
る被接触距離測定センサー（２）と、被測定板の平滑性
を等高線状に表示する表示装置（４）とよりなる基板表
面平滑性測定装置である。

そのうち被測定板（５〕は、硝子板（５１）であり、縦
に立て掛けて撓まない程度の厚さを持っている。

その硝子板（５１）上には、ゼリー状の感光性樹脂（５
２）が形成されており、その表面（５３）は、はぼ平滑
となっている。

被測定板固定装置（１）は、その被測定板（５）の大き
さに対応した枠（１１）と前面ストッパー（１２）から
形成されている。被測定板（５）を固定する場合は、枠
（１１）の後ろより被測定板（５）を、前面ストッパー
（１２）にあたる迄押し込んだ上で、後ろより返し止め
（図示せず）を用いてた固定する。

また、被測定板固定装置（１）の後ろには測定位置移動
装置（３）が設けられている。これは、被測定板（１）
を被測定板固定装置（１）ごと移動する装置で、具体的
には上下可動ステージ（３１）と、左右可動ステージ（
３２）と、各々の駆動装置（図示せず）とにより構成さ
れている。また、非接触距離測定センサー（２）は、エ
アーマイクロメーター（２１）からなり、使用する光は
赤外線タイプのものであり、固定されている。

また、表示装置（４）はＣＲＴ　（４１）と、表示制御
装！　（４２）からなっている、エアーマイクロメータ
ー（２１）からの出力は先ず表示制御装置（４２）に入
力され、ここで測定−Ｍ置移動装置（３）との移動位置
に応じた測定値を対応認識させた上で、同じ距離にある
点を結んだ上で画像編集して、曲線化処理を行った上で
そのデータをＣＲＴ　（４１）に出力する。ＣＲＴ　（
４１）ではその値をもとに表示して、エアーマイクロメ
ーター（２１〉と被測定板表面（５３）との距離を、全
体として統一されたデータとして等高線状に表示する。

（発明の効果） 本発明は、全体の歪みを測定する場合、従来困難であっ
た大型の基板の表面の歪みを、全体として捉えるという
場合も、正確な測定が出来るという効果がある。

また、接触しないために、物理的に支障が発生しないと
いう効果がある。殊に、表面に感光性樹脂等のように、
少しの欠陥が重大欠陥となる場合に問題となる。また、
表面が柔らかく傷つき易い場合に効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す側面図であ（１１）
　　−・・−−−−−−ｍ−・−（１２）−−−−・・
−・−・・・・−（２１）−−−−−−−−・−・ （３１〉 （３２）−・−・・− （４１）・・−・・−・−・−・・−〜−（４２）・−
・・・−一−−−−−−−（５１）　−〜−−−−・−
・−−− （５２）−一・−・−・・−・・・＝ （５３）・−・−ｍ−−−・−・− 被測定板固定装置 枠 前面ストッパー 非接触距離測定センサー エアーマイクロメーター 測定位置移動装置 上下可動ステージ 左右可動ステージ 表示装置 ＲＴ 表示制御装置 被測定板 硝子板 感光性樹脂 表面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定板を垂直に立て掛ける被測定板固定装置と
   、非接触距離測定センサーと被測定板固定装置との相対
   位置を上下左右に移動させ得る測定位置移動装置と、非
   接触により非接触距離測定センサーと被測定板表面との
   距離を測定する被接触距離測定センサーと、被測定板の
   平滑性を等高線状に表示する表示装置とよりなる基板表
   面平滑性測定装置。