KR20180119589A - 평면도 측정 방법 및 핀 높이 조정 방법 - Google Patents

Abstract

[과제]
다수의 핀의 상단이 이루는 가상면과 같은 면의 평면도를 간편하게 측정할 수 있는 실용적인 기술을 제공한다.
[해결 수단]
평탄한 상면 및 하면을 가지며 균일한 두께의 측정판(5) 상에 수준기(6)가 부착된 측정 유닛(4)을, 다수의 핀(3) 중 서로 이웃하는 3개의 핀(3) 상에 올린 상태로, 직교하는 2개의 수평 방향에 있어서의 측정판(5)의 기울기를 수준기(6)에 의해 측정하여, 이 단계를 각 3개의 핀(3)에 대해 순차적으로 행한다. 2회째 이후의 단계에서는, 그때까지 선택된 핀(3) 중 한개를 중복해서 선택하면서 모든 핀(3)에 대해서 측정판(5)의 기울기를 선택한다. 측정판(5)의 기울기로부터, 상단이 가장 높은 위치에 있는 핀(3)과 상단이 가장 낮은 위치에 있는 핀(3)의 높이의 차이가 평면도로서 산출된다.

Description

평면도 측정 방법 및 핀 높이 조정 방법

이 출원의 발명은, 다수의 핀의 상단이 이루는 가상면 등의 면의 평면도(平面度)를 구하는 기술에 관한 것이다.

어느 면이 높은 정밀도로 평면인 것은, 제품의 성능으로서 자주 요구된다. 이 경우의 어느 면이란, 가상적인 면(가상면)인 경우도 있고, 실제의 부재의 표면인 경우도 있다.

다수의 핀의 상단이 이루는 가상면이 높은 평면도를 가지고 있는 것은, 예를 들면 그러한 핀을 이용하여 대상물을 유지하면서 대상물을 취급하는 장치에 있어서 필요해진다. 보다 구체적인 예를 나타내면, 각종 전자 제품이나 각종 디스플레이 제품의 제조에서는, 기판의 표면에 미세 형상을 만들어 넣기 위해, 포토리소그래피가 행해진다. 포토리소그래피에서는, 기판을 수평으로 유지하면서 소정의 패턴의 광을 기판에 조사하는 노광 공정이 존재하고 있다. 노광 공정에서는, 기판에 대한 접촉 면적을 가능한 한 작게 하는 등의 요청으로부터, 수직인 자세의 다수의 핀에 의해 기판을 유지하는 구조가 채용되는 경우가 있다.

일본국 특허공개 2015-18927호 공보

상술한 바와 같은 노광 장치에서는, 정밀도가 높은 노광 패턴을 얻는 관점에서, 기판은 높은 정밀도로 수평 자세를 유지하고 있을 필요가 있다. 이것은, 기판을 다수의 핀으로 유지하는 구조의 경우, 그들 핀의 상단에서 형성되는 가상면이 높은 정밀도의 평면도를 가질 필요가 있는 것을 의미한다.

그러나, 발명자가 조사한 바로는, 이러한 다수의 핀의 상단이 이루는 가상면의 평면도를 간편하게 측정할 수 있는 실용적인 기술은, 현재 존재하고 있지 않다.

본원의 발명은, 이 점이 고려하여 이루어진 것이며, 다수의 핀의 상단이 이루는 가상면과 같은 면의 평면도를 간편하게 측정할 수 있는 실용적인 기술을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 이 출원의 청구항 1에 기재된 발명은, 수평 방향의 배치를 이미 알고 있으며 수직으로 연장되는 다수의 핀의 상단의 높이 방향의 위치의 상이를 당해 다수의 핀의 선단이 이루는 가상면의 평면도로서 측정하는 평면도 측정 방법으로서,

평탄한 상면 및 하면을 가지며 균일한 두께의 측정판과, 측정판 상에 부착된 수준기로 이루어지는 측정 유닛을 사용하는 방법이며,

다수의 핀 중 서로 이웃하는 3개의 핀을 선택하고, 선택된 3개의 핀 상에 측정 유닛을 올린 상태로, 직교하는 2개의 수평 방향에 있어서의 측정판의 기울기를 수준기에 의해 측정하는 3점 측정 단계를 포함하는 방법이며,

3점 측정 단계를 각 3개의 핀에 대해 순차적으로 행함으로써 평면도를 측정하는 방법이며,

2회째 이후의 3점 측정 단계는, 그때까지 선택된 핀 중 한개를 중복해서 선택하여 측정을 행하는 단계이며,

3점 측정 단계를 순차적으로 행함으로써 모든 핀에 대해서 수준기에 의해 측정판의 기울기를 측정하는 방법이며,

각 3점 측정 단계에서의 상기 2개의 수평 방향의 측정판의 기울기로부터, 상단이 가장 높은 위치에 있는 핀과 상단이 가장 낮은 위치에 있는 핀의 당해 높이의 차이를 산출하는 단계를 포함한다는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 2에 기재된 발명은, 수평 방향의 배치를 이미 알고 있는 다수의 측정점 마크를 구비한 물체의 상면의 수평 방향에서의 평면도를 측정하는 평면도 측정 방법이며,

평탄한 상면을 가지는 측정판과, 측정판 상에 부착된 수준기와, 측정판의 하면으로부터 하방으로 수직으로 연장되며, 측정판의 상면으로부터의 길이가 균일한 3개의 다리 핀을 구비한 측정 유닛을 사용하는 방법이며,

다수의 측정점 마크의 배치는, 서로 이웃하는 어느 3개의 측정점 마크를 선택한 경우에도 측정 유닛의 3개의 다리 핀의 배치와 동일해지는 배치이며,

다수의 측정점 마크 중 서로 이웃하는 3개의 측정점 마크를 선택하고, 선택된 3개의 측정점 마크 상에 측정 유닛의 다리 핀이 각각 올려지는 상태로, 직교하는 2개의 수평 방향에 있어서의 측정판의 기울기를 수준기에 의해 측정하는 3점 측정 단계를 포함하는 방법이며,

3점 측정 단계를, 각 3개의 측정점 마크에 대해 순차적으로 행함으로써 평면도를 측정하는 방법이며,

2회째 이후의 3점 측정 단계는, 그때까지 선택된 3개의 측정점 마크 중 한개를 중복해서 선택하여 측정을 행하는 단계이며,

3점 측정 단계를 순차적으로 행함으로써 모든 측정점 마크에 대해서 수준기에 의해 측정판의 상면의 기울기를 측정하는 방법이며,

각 3점 측정 단계에서의 상기 2개의 수평 방향의 측정판의 상면의 기울기로부터, 가장 높은 위치에 있는 측정점 마크와 가장 낮은 위치에 있는 측정점 마크의 높이의 차이를 산출하는 단계를 포함한다는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 3에 기재된 발명은, 베이스반(盤)과, 베이스반의 상면에 부착되어 수직 상방으로 연장되는 다수의 핀을 구비하고, 각 핀의 돌출 높이를 조정 가능한 핀 유닛에 있어서, 각 핀의 베이스반으로부터의 돌출 높이를 조정하는 핀 높이 조정 방법으로서,

다수의 핀의 상단의 높이 방향의 위치의 상이를 당해 다수의 핀의 선단이 이루는 가상면의 평면도로서 측정하는 평면도 측정 공정과,

평면도 측정 공정에 있어서의 평면도의 측정 결과에 따라서 각 핀의 돌출 높이를 조정하는 조정 공정을 가지고 있으며,

평면도 측정 공정은, 평탄한 상면 및 하면을 가지며 균일한 두께의 측정판과, 측정판 상에 부착된 수준기로 이루어지는 측정 유닛을 사용하는 공정이며, 다수의 핀 중 서로 이웃하는 3개의 핀을 선택하고, 선택된 3개의 핀 상에 측정 유닛을 올린 상태로, 직교하는 2개의 수평 방향에 있어서의 측정판의 기울기를 수준기에 의해 측정하는 3점 측정 단계를 포함하는 공정이며,

평면도 측정 공정은, 3점 측정 단계를, 각 3개의 핀에 대해 순차적으로 행함으로써 평면도를 측정하는 공정이며,

2회째 이후의 3점 측정 단계는, 그때까지 선택된 3개 중 한개를 중복해서 선택하여 측정을 행하는 단계이며,

평면도 측정 공정은, 3점 측정 단계를 순차적으로 행함으로써 모든 핀에 대해서 수준기에 의해 측정판의 기울기를 측정하는 공정이며,

평면도 측정 공정은, 각 3점 측정 단계에서의 상기 2개의 수평 방향의 측정판의 기울기로부터, 상단이 가장 높은 위치에 있는 핀과 상단이 가장 낮은 위치에 있는 핀의 당해 높이의 차이를 산출하는 단계를 포함하고 있으며,

조정 공정은, 평면도 측정 공정에서 측정된 높이의 차이를 작게 하도록 각 핀의 돌출 높이를 조정하는 방법이라는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 4에 기재된 발명은, 상기 청구항 3의 구성에 있어서, 상기 조정 공정은, 상기 베이스반과 상기 핀의 사이에 심을 개재시키는 공정이며, 상기 평면도 측정 공정에 있어서의 측정 결과에 따라서 심의 두께를 선택하는 공정이라는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 5에 기재된 발명은, 상기 청구항 3 또는 청구항 4의 구성에 있어서, 상기 조정 공정을 행한 후, 상기 평면도 측정 공정을 재차 행하여, 각 핀의 상단의 높이의 차이가 일정 범위 내에 들어가 있는지 판단하여, 들어가 있지 않으면, 상기 조정 공정을 재차 행한다는 구성을 가진다.

이하에 설명하는 대로, 이 출원의 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 다수의 핀의 상단이 이루는 가상면의 평면도를 간편하게 측정할 수 있다. 측정에 사용하는 툴에 대해서도, 수준기와 측정판을 조합한 심플한 것이므로, 저비용으로 실현할 수 있다. 이 때문에, 극히 실용적인 측정 방법이 된다.

또, 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 물체의 상면의 평면도를 간편하게 측정할 수 있다. 측정에 사용하는 툴에 대해서도, 수준기와 측정판과 다리 핀을 조합한 심플한 것이므로, 저비용으로 실현할 수 있다. 이 때문에, 극히 실용적인 측정 방법이 된다.

또, 청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 측정 유닛을 사용하여 측정 단계를 반복함으로써 평면도를 측정하고, 이것에 의거하여 핀 높이를 조정하므로, 간편한 절차로 측정 결과를 얻어 조정을 행할 수 있다. 이 때문에, 측정과 조정을 반복하는 경우에도, 수고가 들지 않고, 번잡해지지 않는다.

또, 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더하여, 심을 사용하므로, 각 핀의 돌출 높이의 조정을 간편하고 확실히 행할 수 있다.

또, 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더하여, 특히 높은 평면도가 요구되는 경우에 적합한 방법이 제공된다.

도 1은 제1 실시 형태의 평면도 측정 방법이 실시되는 핀 유닛의 사시 개략도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 방법에 사용되는 측정 유닛의 사시 개략도이다.
도 3은 제1 실시 형태의 평면도 측정 방법을 나타낸 평면 개략도이다.
도 4는 제1 실시 형태의 평면도 측정 방법을 나타낸 평면 개략도이다.
도 5는 실시 형태의 평면도 측정 방법에 있어서, 각 측정 데이터로부터 평면도를 산출하는 연산 처리의 주요부에 대해서 나타낸 사시 개략도이다.
도 6은 표계산 소프트웨어에 의한 연산 처리 단계의 실행예를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 7은 실시 형태에 관련된 핀 높이 조정 방법을 나타낸 정면 개략도이다.
도 8은 제2 실시 형태의 평면도 측정 방법의 개략을 나타낸 사시도이다.

다음에, 이 출원의 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시 형태)에 대해서 설명한다.

이 출원의 발명은, 어느 면의 평면도를 측정하는 방법인데, 그 실시 형태는, 수직으로 연장되는 다수의 핀의 상단이 이루는 가상면에 대해서 그 평면도를 측정하는 방법과, 어느 부재의 상면에 대해서 그 평면도를 측정하는 방법으로 크게 구별된다.

이하, 제1 실시 형태로서, 다수의 핀의 상단이 이루는 가상면의 평면도를 측정하는 방법에 대해서 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태의 평면도 측정 방법이 실시되는 핀 유닛의 사시 개략도이다.

실시 형태의 평면도 측정 방법이 실시되는 핀 유닛(1)은, 베이스반(2)과, 베이스반(2)의 상면에 부착된 다수의 핀(3)을 구비하고 있다. 다수의 핀(3)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 수직으로 세워 부착되어 있다. 베이스반(2)의 상면은, 필요한 정밀도의 수평이며 평탄한 면으로 되어 있다. 각 핀(3)은, 베이스반(2)의 상면으로부터의 돌출 높이가 일정해지도록 부착되어 있다. 예를 들면 각 핀(3)은 모두 같은 길이의 것이며, 나사식 삽입으로 부착되어 있다. 따라서, 각 핀(3)의 상단은, 이론적으로는 동일한 가상의 수평면 상에 위치할 것이다. 그러나, 각 핀(3)의 치수 정밀도, 부착 정밀도(삽입 깊이 등), 베이스반(2)의 상면의 평면 정밀도 등의 각 요인이 서로 영향을 주는 결과, 각 핀(3)의 상단은, 같은 높이의 위치에 필요한 정밀도로 위치하는 일은 적다. 즉, 각 핀(3)의 상단이 이루는 가상면은, 필요한 평면도를 가지지 않은 경우가 있을 수 있다. 실시 형태의 방법은, 측정에 의해 이것을 검출하는 것으로 되어 있다.

또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 각 핀(3)은, 바둑판의 눈금 상(직각 격자의 각 교점 상)의 위치에 배치되어 있다. 서로 이웃하는 핀(3)의 간격은 모두 같다.

도 2는, 제1 실시 형태의 방법에 사용되는 측정 유닛(4)의 사시 개략도이다. 도 2에 나타내는 측정 유닛(4)은, 측정판(5)과, 측정판(5) 상에 부착된 수준기(6)를 구비하고 있다.

측정판(5)은, 측정 대상인 각 핀(3)과 수준기(6)의 사이에 위치하기 때문에, 필요한 평탄성을 가지는 것으로 되어 있다. 즉, 측정판(5)은, 충분히 평탄한 상면 및 하면을 가지는 일정한 두께의 판으로 되어 있다. 측정판(5)의 재질에는 특별히 제한은 없지만, 스테인리스나 알루미늄과 같은 금속인 경우가 많다. 측정판(5)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 모따기된 직각 이등변 삼각형의 형상이다.

수준기(6)로서는, 이 실시 형태에서는, 디지털식의 2축 수준기가 사용되어 있다. 즉, 수준기(6)는, 직교하는 2개의 수평 방향에 있어서의 측정판(5)의 기울기를 측정하는 것이 가능한 것으로 되어 있다.

이 실시 형태에서는, 수준기(6)는, 무선 통신에 의해 데이터를 보내는 것으로 되어 있다. 수준기(6)는, 내장된 송신부(61)와, 송신부(61)로부터 송신된 측정 데이터를 수신하는 수신부(62)를 구비하고 있다. 수신부(62)는, 수준기(6)를 제어하는 리모트 콘트롤러로서 기능하는 것이다. 송신부(61) 및 수신부(62)는, 특정 소전력 무선, 적외선 통신, Bluetooth(등록상표)와 같은 적당한 규격에 의해 무선 통신하는 것으로 되어 있다. 이러한 수준기(6)로서는, 예를 들면 사카모토 전기 제작소제의 SEL-121BM을 사용할 수 있다.

또한, 측정 유닛(4)은, 평면도의 측정을 위한 연산 처리를 행하는 연산 처리 유닛(7)과 함께 사용된다. 연산 처리 유닛(7)으로서는, 각종의 구성을 상정할 수 있는데, 이 실시 형태에서는, 데스크탑 PC와 같은 범용 컴퓨터가 사용되고 있다. 수준기(6)의 수신부(62)와 연산 처리 유닛(7)으로서의 범용 컴퓨터는, USB와 같은 범용 인터페이스의 케이블(71)을 통하여 접속되어 있다. 연산 처리 유닛(7)에는, 수준기(6)로부터 출력되는 측정 데이터를 처리하여 평면도를 산출하는 프로그램이 실장되어 있다.

다음에, 측정 유닛(4)을 사용한 평면도 측정 방법으로 대해서, 도 3 및 도 4를 사용하여 설명한다. 도 3 및 도 4는, 제1 실시 형태의 평면도 측정 방법을 나타낸 평면 개략도이다.

실시 형태의 평면도 측정 방법은, 직교하는 2개의 수평 방향에 있어서의 측정판(5)의 기울기를 측정할 수 있도록, 다수의 핀(3) 중 서로 이웃하는 3개의 핀(3)을 선택하고, 선택된 3개의 핀(3) 상에 측정 유닛(4)을 올린 상태로 수준기(6)에 의해 측정판(5)의 기울기를 측정하는 단계(이하, 3점 측정 단계라고 한다)를 순차적으로 행하는 방법이다. 「순차적으로 행한다」란, 각 3개의 핀(3)에 대해 순차적으로 행하는 것이다. 2회째 이후의 3점 측정 단계는, 그때까지 선택된 3개 핀(3) 중 한개를 중복해서(공통으로) 선택하는 측정을 행하는 단계이다.

도 3에 있어서, 각 핀의 배열 방향을 X방향, Y방향으로 한다. 핀은, X방향으로 m개, Y방향으로 n개인 것으로 한다. 또, 설명을 간단하게 하기 위해, 수준기(6)의 측정 방향(2축의 방향)은, X방향 및 Y방향으로 동일한 것으로 한다. 따라서, 베이스반(2)은, 미리 핀의 배열 방향이 수준기(6)의 측정 방향과 일치하도록 정밀도 있게 배치된다(위치 결정된다).

도 3에 나타내는 핀의 배열에 있어서, 각 핀을 식별하기 위해, 좌측 아래의 핀을 P₁₁로 하고, 우측 위의 핀을 P_mn으로 한다. 그리고, 가장 아래의 열을 P₁₁, P₂₁,…P_m1로 하고, 그 위의 열을, P₁₂, P₂₂,…P_m2로 한다. 동일하게 하여, 가장 위의 열을 P_1n, P_2n,…P_mn으로 한다.

실시 형태의 평면도 측정 방법에서는, 한개의 핀(3)을 중복해서 선택하면서, 서로 이웃하는 3개의 핀(3)을 순차적으로 선택하여 측정판(5)의 기울기를 측정하는데, 이 때에 중요한 것은, 선택된 3개의 핀(3)을 특정할 수 있도록 하는 것이다. 이 방법으로서는, 소프트웨어적으로 실현하는 것도 가능하지만, 이 실시 형태에서는, 3개의 핀(3)을 선택하는 순서를 정하고, 이 순서를 틀리지 않도록 함으로써 행한다.

보다 구체적인 일례를 설명하면, 도 3(1)에 나타내는 바와 같이, 최초의 3점 측정 단계에서는, 좌측 아래의 3개의 핀, 즉 P₁₁, P₂₁, P₁₂를 선택하여 3점 측정 단계를 행한다. P₁₁, P₁₂, P₂₁에 대해 그들에 걸쳐지도록 하여 측정 유닛(4)을 올리고, 수준기(6)를 동작시켜 측정판(5)의 경사를 측정하게 한다. 측정 데이터는, XY방향의 측정판(5)의 기울기이며, 이 데이터는, 송신부(61)로부터 수신부(62)에 송신되고, 수신부(62)로부터 연산 처리 유닛(7)에 보내진다. 이것으로, 최초회의 3점 측정 단계는 종료된다.

다음에, 도 3(2)에 나타내는 바와 같이, 우측으로 이웃하는 조(組)의 3개의 핀을 선택한다. 즉, P₂₁, P₃₁, P₂₂를 선택하여 동일하게 3점 측정 단계를 행한다. 이 경우, 핀 P₂₁이 그때까지의 3점 측정 단계에서의 것과 중복되게 된다. 동일하게 하여 또한 우측으로 이웃하는 조의 3개의 핀 P₃₁, P₄₁, P₃₂를 선택하여, 3점 측정 단계를 행한다. 동일한 동작을 반복하여, P_(m-1)1, P_m1, P_(m-1)2에 대해 3점 측정 단계를 행하면, 가장 아래의 열의 핀(3)에 대한 3점 측정 단계는 종료된다.

다음에, 아래로부터 두회째의 열의 핀에 대해 3점 측정 단계를 행한다. 즉, 도 4(1)에 나타내는 바와 같이, 측정 유닛(4)을 그대로 위로 이동시켜, P_(m-1)2, P_m2, P_(m-1)3에 대해 3점 측정 단계를 행한다. 이 경우는, P_(m-1)2가 전 회의 3점 측정 단계에서의 것과 중복된 핀인 것이 된다.

그리고, 그 좌측의 3개의 핀 P_(m-2)2, P_(m-1)2, P_(m-2)2에 대해 3점 측정 단계를 행하고, 이후, 순차적으로 좌측으로 시프트시키면서, 3점 측정 단계를 행한다. 그리고, 가장 좌측의 3개의 핀 P₁₂, P₂₂, P₁₃에 대해 3점 측정 단계를 행하면, 2열째의 핀에 대한 각 3점 측정 단계는 종료된다.

그 후, 측정 유닛(4)을 그대로의 자세로 위로 이동시켜, 바로 상측의 3개의 핀 P₁₃, P₂₃, P₁₄에 대해 3점 측정 단계를 행한다. 그리고, 이번은 순차적으로 우측으로 시프트시키면서, 각 3개의 핀에 대해 3점 측정 단계를 행한다.

이와 같이 하여, 도 4(2)에 화살표로 나타내는 바와 같이 열이 바뀔 때마다 방향을 바꾸면서(지그재그형으로) 각 3개의 핀에 대해 3점 측정 단계를 행한다. 그리고, 가장 위의 열의 끝(이 예에서는 우측 끝)까지 3점 측정 단계를 행한 후, 도 4(3)에 나타내는 바와 같이, 측정판(5)의 방향을 180도 바꾸어 3점 측정 단계를 행한다. 이것은, 가장 위의 열의 끝에 있는 핀(이 예에서는 핀 P_mn)에 대해서 측정을 행하기 위해서이다. 이것이 마지막 3점 측정 단계이며, 이것으로, 측정 데이터의 취득은 전체적으로 종료된다. 또한, 마지막 3점 측정 단계에서는, 그 직전 회의 3점 측정 단계에 대해, P_(m-1)n과 핀 P_m(n-1)의 2개의 핀이 중복해서 있다. 따라서, 마지막 3점 측정 단계에서는, 그 전 회의 3점 측정 단계에 대해 2개의 핀이 중복해서 있게 된다.

이와 같이 하여 모든 핀에 대해, 인접하는 3개의 핀씩 선택하면서 3점 측정 단계를 행하여, 각 측정 데이터를 얻는다. 그리고, 얻어진 측정 데이터에 대해 적당한 연산 처리를 적용하는 연산 처리 단계를 행함으로써, 목적으로 하는 평면도가 얻어진다. 다음에, 이 점에 대해서 설명한다.

도 5는, 실시 형태의 평면도 측정 방법에 있어서, 각 측정 데이터로부터 평면도를 산출하는 연산 처리의 주요부에 대해서 나타낸 사시 개략도이다. 도 5에서는, 최초의 3점 측정 단계에 있어서 얻어진 측정 데이터의 처리에 대해서 나타내고 있다.

도 5에 있어서, 각 핀 P₁₁, P₂₁, P₁₂의 상단의 높이를 H₁₁, H₂₁, H₁₂로 한다. 높이는, 기준이 되는 수평면이 필요한데, 예를 들면 베이스반(2)의 상면으로 할 수 있다. 도 5에서는, 핀 P₁₂의 높이 H₁₂가 가장 높고, 핀 P₂₁의 높이가 가장 낮아져 있지만, 이것은 측정 결과의 일례이다.

지금, 핀 P₁₁의 높이 H₁₁을 기준으로 하고, 그것보다 높은 경우의 높이의 차이를 양, 그것보다 낮은 경우의 높이의 차이를 음으로 한다. 이 경우, 핀 P₂₁은 핀 P₁₁에 대해 X방향의 동일 직선 상에 있으며, 핀 P₁₂는 핀 P₁₁에 대해 Y방향의 동일 직선 상에 있으므로, 각 차이는 이하의 식 1, 식 2로 표시된다.

식 1에 있어서, dH₁은, H₁₁에 대한 H₂₁의 차이, dH₂는 H₁₁에 대한 H₂₁의 차이이다. θ_xi는 X방향의 기울기각, θ_Y1은 Y방향의 기울기각이며, 각각 당해 3점 측정 단계에서의 측정 데이터이다. w는, 각 핀의 XY방향의 이격 간격이다.

기울기각의 양음에 대해서 설명하면, 도 5에 있어서, 핀 P₁₁을 원점으로 하고, 도 3의 종이면상 우측을 향하는 X방향을 +측으로 하여, 이것을 기준으로 한 반시계 방향을 X방향의 기울기각에 있어서의 양의 각도로 한다. Y방향에 대해서도, 핀 P₁₁을 원점으로 하고, 도 3의 종이면상 비스듬한 상측으로 향하는 +측으로 하여, 이것을 기준으로 한 반시계 방향 Y방향의 기울기각에 있어서의 양의 각도로 한다.

이와 같이 하여, 높이 H₁₁에 대한 높이 H₂₁의 차이, 높이 H₁₂의 차이가 각각 산출된다.

다음에, 그 이웃하는 3개의 핀 P₂₁, P₃₁, P₂₂의 측정 데이터에 대해서 검토한다. 이 경우도, 높이 H₂₁에 대한 높이 H₃₁의 차이, 높이 H₂₁에 대한 높이 H₂₂의 차이가 식 3, 식 4에 의해 각각 산출된다.

식 3, 식 4에 있어서, dH₃은 H₂₁에 대한 H₃₁의 차이, dH₄는 H₂₁에 대한 H₂₂의 차이이다. 동일하게, θ_X2는 X방향의 기울기각의 측정 데이터, θ_Y2는 Y방향의 기울기각의 측정 데이터이다. 식 3, 식 4에 대해, 식 1, 식 2의 산출 결과를 대입하면, 2회째의 3점 측정 단계에서 측정한 2개의 핀 P₃₁, P₂₂의 높이 H₃₁, H₂₂의 높이 H₁₁에 대한 차이가 구해진다.

이후, 설명은 생략하지만, 3회째의 3점 측정 단계에서의 측정 데이터에 의해 핀 P₄₁, 핀 P₃₂의 높이의 높이 H₁₁에 대한 차이가 구해지고, 4회째의 3점 측정 단계에서의 측정 데이터에 의해 핀 P₅₁, 핀 P₄₂의 높이의 높이 H₁₁에 대한 차이가 구해진다.

이와 같이 하여, 산출 결과를 다음의 3점 측정 단계에서의 측정 데이터에 대입하여 적용함으로써, 모든 핀의 높이에 대해서, 좌측 아래의 핀 P₁₁의 높이 H₁₁에 대한 차이가 구해지게 된다.

그렇게 하면, 모든 핀 중에서, 상단의 위치가 가장 높은 핀과, 가장 낮은 핀을 특정할 수 있게 되어, 양자의 높이의 차이를 가지고, 평면도의 측정 결과로 할 수 있다.

또한, 상기 각 측정 데이터의 처리에 있어서, 마지막 3점 측정 단계에서의 측정 데이터에 대해서는, 측정 유닛(4)의 방향을 반대로 하여 측정하고 있으므로, X방향, Y방향 각각에 대해서 양음을 반대로 하여 기울기각의 양음을 판단한다.

연산 처리 단계에 대해서, 보다 구체적인 예를 설명하면, 상술한 바와 같은 연산은, 이른바 표계산 소프트웨어를 사용함으로써 간편하게 행할 수 있다. 이 점에 대해서, 도 6을 사용하여 일례를 설명한다. 도 6은, 표계산 소프트웨어에 의한 연산 처리 단계의 실행예를 개략적으로 나타낸 도이다.

도 6에 있어서, 어느 셀열 A에는, 3점 측정 단계의 번호가 입력되고, 어느 셀열 B에는, 대응하는 3점 측정 단계의 측정 데이터 중, X방향의 기울기각이 입력되고, 다른 셀열 C에는, Y방향의 기울기각이 입력된다.

그리고, 또한 다른 셀열 D~F에는, 당해 3점 측정 단계에서의 측정 데이터에 따라서 산출된 각 핀 높이(엄밀하게는 높이의 차이)가 입력된다. 도 6에서는, 각 3점 측정 단계에 있어서 직각 이등변 삼각형에 있어서의 꼭지각(90도의 각)에 위치한 핀을 「삼각 원점 핀」으로 부르고 있으며, 셀열 D는 그 핀의 상단의 높이가 입력된다. 또, 삼각 원점 핀에 대해 X방향에 위치하고 있는 핀을 「X방향 핀」으로 부르고 있으며, 셀열 E에는, 그 핀의 상단의 높이가 입력된다. 또한, 삼각 원점 핀에 대해 Y방향에 위치하고 있는 핀을 「Y방향 핀」으로 부르고 있으며, 셀열 F에는 그 핀의 상단의 높이가 입력된다.

보다 구체적으로는, 도 6의 예에서는, 셀 D2에 핀 P₁₁의 높이(=0)가 입력되고, 셀 E2에는 핀 P₂₁의 높이가 입력되고, 셀 F2에는 핀 P₁₂의 높이가 입력된다. 셀 E2는 셀 B2의 측정 데이터를 식 1에 적용하여 계산한 값(끼워넣기 계산의 결과)이며, 셀 F2는, 셀 C2의 측정 데이터를 식 2에 적용하여 계산한 값이다. 이러한 계산이 자동적으로 되도록, 셀 E2, F2에는 계산식이 미리 입력된다.

3번 셀행에는, 2회째의 3점 측정 단계에서의 측정 데이터가 입력되어 계산된다. 이 경우, 셀 D3에 핀 P₂₁의 높이가 입력되기 때문에, 셀 E2의 값이 계산식마다 그대로 카피되도록 셀의 링크가 설정된다. 셀 E3에는 핀 P₃₁의 높이가 입력되고, 셀 F3에는 핀 P₂₂의 높이가 입력된다. 셀 E3은 셀 B3의 측정 데이터를 식 1에 적용하여 계산한 값(끼워넣기 계산의 결과)이며, 셀 F3은, 셀 C3의 측정 데이터를 식 2에 적용하여 계산한 값이다. 이러한 계산이 자동적으로 되도록, 링크나 계산식이 미리 설정된다. 또한, 도 6은, 각 핀(3)의 이격 거리 w가 100mm인 경우의 예로 하고 있다.

이후, 설명은 생략하지만, 각 행의 셀에 대해서, 동일하게 링크나 계산식이 미리 설정되어 있어, 셀열 B와 셀열 C에 측정 데이터가 입력되면, 셀열 D~F의 각 셀의 링크나 계산이 갱신되어, 각 핀 높이의 차이가 자동 계산된다.

또한, 마지막 3점 측정 단계에서의 측정 데이터에 있어서, 핀 P_mn의 높이의 산출에 대해서는, 핀 P_m(n-1)의 높이를 기준으로 하여 산출해도 되고, 핀 P_(m-1)n의 높이를 기준으로 하여 산출해도 되고, 어느 한쪽을 미리 설정해 둔다.

이와 같이 표계산 소프트웨어를 사용한 연산 처리에 있어서, 각 셀에 대해 링크나 계산식을 적당히 설정해 둠으로써, 모든 핀(3)의 상단의 높이가 좌측 아래의 핀 P₁₁을 기준으로 하여 구해지며, 상단의 최고값과 최저값의 차가 평면도로서 구해진다.

또한, 측정 데이터는, 수준기(6)의 수신부로부터 USB를 통하여 연산 처리 유닛(7)에 보내지는데, 셀열 B와 셀열 C에 순차적으로 측정 데이터가 입력되도록 표계산 소프트웨어에 있어서 매크로 프로그램이 적당히 설치되면 적합하다. 즉, 측정 데이터를 수신하면 X방향의 기울기각을 셀열 B의 액티브한 셀에 입력하고, Y방향의 기울기각을 셀열 C의 액티브한 셀에 입력한 후, 하나 아래의 행의 셀열 B와 셀열 C를 액티브로 하는 매크로 프로그램이 설치된다.

상술한 실시 형태의 평면도 측정 방법에 의하면, 다수의 핀(3)의 상단이 이루는 가상면의 평면도를 간편하게 측정할 수 있다. 측정에 사용하는 툴에 대해서도, 수준기(6)와 측정판(5)을 조합한 심플한 것이므로, 저비용으로 실현할 수 있다. 이 때문에, 극히 실용적인 측정 방법이 된다.

상기 실시 형태의 평면도 측정 방법에 있어서, 각 3개의 핀(3)을 선택해 나가는 순서에 대해서는, 상술한 것 이외의 경우도 있을 수 있다. 가장 아래의 열에 대해 측정을 행한 후, 아래로부터 2열째에 대해서는 좌측 끝으로 돌아와 같은 방향으로 순차적으로 측정 유닛(4)을 이동시켜도 된다. 따라서, 중복된 핀이 직전의 3점 측정 단계에서 선택한 핀이 아닌 경우도 있다. 중요한 것은, 어느 3개의 핀(3)의 조에 대한 측정인지 틀리지 않도록 하는 것이며, 미리 정한 순서로 각 3개의 핀(3)의 조를 선택하여 모두 핀(3)에 대해서 측정을 행하는 것이다.

상기의 관점에서는, 항상 2개의 핀(3)이 중복해서 선택되도록 하는 것도 가능하지만, 연산이 복잡해지기 쉽기 때문에, 중복되는 갯수가 한개뿐인 3점 측정 단계를 가능한 한 많게 하는 패턴으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기의 예에서는, 중복해서 상단의 높이의 계산이 행해지는 핀(3)이 상당수 있지만, 덮어쓰기하여 계산해도 되고, 최초의 계산 결과를 유지하도록 해도 된다.

상기 설명에서는, 측정 유닛(4)을 작업자가 손으로 집어 각 위치에 배치하도록 설명했지만, 로봇 등으로 자동화하는 경우도 있을 수 있다. 예를 들면, 측정 유닛(4)의 배치의 위치 및 그 루틴을 로봇에 대해 티칭하여 행하게 하는 경우도 있을 수 있다.

또, 측정 유닛(4)에 대해서는, 2축식의 수준기가 바람직하지만, 1축식으로도 실시는 가능하다. 1축식인 경우에는, 수준기(6)를 측정판(5) 상에서 90도 방향을 변경할 수 있도록 구성한다. 그리고, 각 3개의 핀(3)에 대해 수준기(6)의 방향을 90도 변경한 2회의 측정을 행하게 된다. 또한, 연산 처리 유닛(7)은, 수준기(6)가 내장되어 있거나, 수준기(6)에 부설되어 있는 구조도 생각할 수 있어, 연산 처리 유닛(7)은, 수준기(6)와는 따로 설치되지 않은 경우도 있을 수 있다. 또한, 연산 처리 유닛(7)이, 노광 장치와 같은 기판 처리 장치의 일부로서 설치되는 경우도 있다.

측정판(5)의 형상으로서는, 삼각형 이외에도 L자 등의 다른 형상도 생각할 수 있다. 단, 수준기(6)를 고정하는 스페이스가 필요한 것, 측정판(5)의 중심 위치에 수준기(6)가 고정되지 않으면, 측정판(5)의 부상(어느 하나의 핀(3)의 상단으로부터 떨어져 버리는 것)이 생기기 쉬운 것 등으로부터, 삼각형이 바람직하다.

또, 4개의 핀(3)에 대해 측정 유닛(4)이 올려지는 상태로 하여 측정하는 것도 생각할 수 있어, 이론적으로는 평면도의 산출도 가능하지만, 측정판(5)이 4개의 핀(3)의 상단 모두에 접촉한 상태로 하는 것은 어려운 것이나 연산 처리가 복잡해지기 때문에, 3개의 핀(3)에 측정 유닛(4)이 올려지는 구조가 바람직하다.

또한, 상기 설명에서는, 수준기(6)에 있어서의 2축과 핀(3)의 배열 방향의 XY는 일치하고 있는 것으로 설명했지만, 일치하고 있지 않아도 그 어긋남을 이미 알고 있으면 측정은 가능하다. 수준기(6)에 있어서의 측정 방향과 핀(3)의 배열 방향의 어긋남각에 따라 평면에서 보았을 때의 보정을 한 다음 상기 연산 처리를 적용하면 된다. 단, 수준기(6)에 있어서의 2축과 핀(3)의 배열 방향이 일치하는 것이 연산 처리는 간이해진다.

다음에, 핀 높이 조정 방법의 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 7은, 실시 형태에 관련된 핀 높이 조정 방법을 나타낸 정면 개략도이다.

실시 형태의 핀 높이 조정 방법은, 상술한 실시 형태의 평면도 측정 방법을 이용한 것이다. 즉, 상술한 바와 같이 평면도를 측정한 후, 측정 결과에 따라 각 핀(3)의 돌출 높이를 조정함으로써 각 핀(3)의 상단의 높이의 차이를 일정 범위 내로 억제해 가는 것이다.

이 실시 형태에서는, 각 핀(3)의 돌출 높이의 조정을 위해, 심(정밀 스페이서)(8)을 사용한다. 심(8)은, 두께가 높은 정밀도로 이미 알려진 예를 들면 원환형의 부재이다. 상술한 바와 같이, 각 핀(3)은 베이스반(2)에 대해 나사식 삽입으로 고정되어 있는데, 각 핀(3)의 하단의 나사 절삭부는, 심(8)의 중앙 개구보다 가늘고, 나사 절삭부보다 상측의 몸통부는, 심(8)의 중앙 개구보다 작다. 따라서, 각 핀(3)은 심(8)을 끼워넣은 상태로 베이스반(2)에 대해 나사식 삽입할 수 있다. 심(8)의 종류(두께) 및 장수를 적절히 선택함으로써, 베이스반(2)으로부터의 핀(3)의 돌출 높이가 조정된다.

실시 형태의 핀 높이 조정 방법에서는, 상술한 평면도 측정 방법을 실시하여, 특정의 핀(3)(상기의 예에서는 핀 P₁₁)를 기준으로 하여 상단의 높이의 차이를 측정한다. 다음에, 가장 상단의 높이가 높은 핀(3)을 기준으로 하여 차이를 다시 계산한다. 차이는, 모두 음의 값이 되기 때문에, 그에 따라(차가 제로가 되도록), 심(8)의 종류 및 장수를 선택한다. 이 때, 차이에 딱 맞는 심(8)의 조합이 없는 경우가 많아, 그 경우는 가장 가까운(근사한) 심(8)의 조합을 선택한다.

예를 들면, 어느 핀(3)의 높이의 차이가 -69μm이며, 두께 1Oμm의 심(8)과 두께 50μm의 심(8)이 있는 경우에, 10μm의 심(8)을 2장, 50μm의 심(8)을 1장 준비하고, 그들을 겹쳐 끼워 넣음으로써, 당해 핀(3)을 베이스반(2)에 나사식 삽입한다. 이와 같이 하여 가장 높은 핀(3)에 상단의 위치가 맞도록, 다른 모든 핀(3)에 대해서 차이 만큼의 심(8)을 끼워 넣으면서 핀(3)을 다시 삽입한다.

실시 형태의 방법에서는, 이와 같이 하여 높이를 조정한 후, 평면도를 한번 더 측정한다. 즉, 측정 유닛(4)을 각 3개의 핀(3) 상에 순차적으로 재치(載置)하고, 각 3점 측정 단계를 행한다. 그리고, 얻어진 측정 결과, 즉 각 핀(3)의 상단의 높이의 차이를 확인한다. 이 경우, 높이의 차이가 일정 범위에 들어가 있으면, 이것으로 조정은 종료되지만, 대부분의 경우, 일정 범위에 들어가 있지 않다. 일정 범위란, 평면도의 요구 정밀도이며, 핀(3)의 상단의 높이의 차이가 어느 정도까지 허용되는가에 관한 것이다. 일정 범위에 들어가지 않는 이유는, 최초의 측정 시의 오차, 근사한 심(8)의 선택에 의한 영향, 심(8)의 두께의 미소한 편차, 조정 후에 나사식 삽입 시의 삽입 깊이의 편차 등이다. 이들이 서로 작용하여 결과적으로 상단의 높이에 편차가 생겨 버리는 경우가 많다.

어쨌든, 일정 범위에 들어가 있지 않으면, 재차 조정을 한다. 재차 조정에서는, 심(8)을 제거하거나 추가하거나 하여, 필요 최소한의 조정으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 각 핀(3)의 상단의 높이의 평균값을 산출하고, 그것을 기준으로 하여 플러스 마이너스의 조정량을 산출한다. 그리고, 플러스의 조정량이면, 그에 가장 근사한 심(8)의 종류와 장수를 판단하여 추가한다. 마이너스의 조정량이면, 그에 가장 근사한 종류의 장수의 심(8)을 제거한다.

그리고, 한번 더 평탄도를 측정하여, 일정 범위에 들어가 있으면, 조정 종료로 한다. 들어가 있지 않으면, 재차, 심(8)을 빼고 끼워 조정하고, 일정 범위에 들어갈 때까지 측정과 조정을 반복한다. 통상은, 2~3회 정도의 측정과 빼고 끼우기로 조정은 완료된다.

실시 형태의 핀 높이 조정 방법에 의하면, 측정 유닛(4)을 사용하여 3점 측정 단계를 반복함으로써 평면도를 측정하고, 이것에 의거하여 핀 높이를 조정하므로, 간편한 절차로 측정 결과를 얻어 조정을 행할 수 있다. 이 때문에, 측정과 조정을 반복하는 경우에도, 수고가 들지 않고, 번잡해지지 않는다.

또, 심(8)을 사용하므로, 각 핀(3)의 돌출 높이를 간편하고 확실히 행할 수 있다. 다른 방법으로서, 각 핀(3)의 삽입 깊이를 조정해도 된다.

또한, 측정과 조정을 반복하는 상기 실시 형태의 방법은, 특히 높은 평면도가 요구되는 경우에 적합하게 채용된다.

다음에, 제2 실시 형태의 평면도 측정 방법에 대해서 설명한다. 도 8은, 제2 실시 형태의 평면도 측정의 개략을 나타낸 사시도이다.

제1 실시 형태는, 다수의 핀(3)의 상단이 이루는 가상면의 평면도를 측정하는 방법이였지만, 제2 실시 형태는, 물체의 표면(실제의 면)의 평면도를 측정하는 방법으로 되어 있다. 이 방법은, 예를 들면 상술한 베이스반(2)과 같은 기계 구조적으로 기준이 되는 수평면을 제공하는 부재의 상면의 평면도를 측정할 때에 적합하게 행해진다.

제2 실시 형태에서 사용되는 측정 유닛(4)은, 제1 실시 형태와 조금 상이하다. 즉, 이 방법에서 사용되는 측정 유닛(4)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 측정판(5)의 상면에 수준기(6)가 고정되고, 측정판(5)의 하면으로부터 3개의 다리 핀(51)이 수직으로 하방으로 연장된 구성으로 되어 있다.

측정판(5)은, 적어도 상면이 평탄한 면으로 되어 있다. 평탄성은, 측정하는 평면도의 정밀도와의 관계로 규정된다.

측정판(5)은, 동일하게 삼각형상(여기에서는 직각 이등변 삼각형상)이며, 수준기(6)는, 측정판(5)의 중앙에 고정되어 있다. 수준기(6)로서는, 동일하게 디지털 무선식의 2축 수준기가 적합하게 사용된다.

하방으로 연장되는 3개의 다리 핀(51)은, 적어도 측정판(5)의 상면으로부터의 길이가 균일한 것이 필요하다. 전형적으로는, 측정판(5)의 하면을 상면과 동일하게 평탄한 면으로 하고, 측정판(5)의 두께를 균일한 것으로 함과 함께, 다리 핀(51)의 길이를 모두 동일하게 함으로써 달성된다.

한편, 측정 대상인 물체는, 표면에 측정점 마크를 구비하고 있다. 실시 형태의 방법은 측정 유닛(4)을 물체의 상면에 올리고 측정하는데, 측정점 마크는 그 때의 표시이다. 마크를 물체의 상면에 직접 설치하는 것이 어려운 경우가 많기 때문에, 이 실시 형태에서는, 측정 시트(9)를 물체의 상면에 씌우도록 하고, 측정 시트(9)에 측정점 마크(91)를 설치하고 있다.

측정 시트(9)는, 필름형 또는 얇은 판형이며, 플렉서블한 것이 아닌 경우도 있을 수 있다. 측정점 마크(91)는, 이 예에서는 측정 시트(9)에 설치한 오목부로 되어 있다. 예를 들면, 얇은 금속의 판을 정밀도 있게 절삭 가공하고, 측정점 마크(91)로서의 오목부를 형성하는 것을 생각할 수 있다.

측정점 마크(91)는, 그 위에 측정 유닛(4)의 각 다리 핀(51)이 올려지는 위치로서 설치되어 있다. 따라서, 측정점 마크(91)는, 3개의 다리 핀(51)의 배치 간격과 같은 간격으로 다수 설치되어 있다. 도 8의 예에서는, 3개의 다리 핀(51)은, 직각 이등변 삼각형의 꼭지점에 상당하는 위치에 설치되어 있으므로, 측정점 마크(91)는, 직각 격자의 교점에 상당하는 위치에 각각 설치되어 있다. 각 측정점 마크(91)의 종횡의 이격 거리(오목부의 중심 간의 거리)는, 3개의 다리 핀(51)의 배치 간격과 같다.

각 측정점 마크(91)로서의 오목부의 깊이는, 정밀도 있게 균일한 것으로 되어 있다. 오목부의 개구는, 다리 핀(51)의 굵기보다 조금 큰 정도이다. 또한, 각 다리 핀(51)의 하단을 원뿔형으로 하고, 각 측정점 마크(91)를 피봇형(유발형)으로 하는 경우가 있다.

물체의 평면도를 측정하는 절차로서는, 기본적으로 제1 실시 형태와 동일하다. 예를 들면, 처음에 좌측 아래의 3개의 측정점 마크(91)에 다리 핀(51)의 하단이 들어가도록 하여 측정 유닛(4)을 물체의 상면에 재치한다. 이 상태로 3점 측정 단계를 행한다. 즉, 수준기(6)를 동작시켜, 그 측정 데이터를 무선 경유로 연산 처리 유닛(7)에 보낸다. 다음에, 하나 우측의 3개의 측정점 마크(91)에 다리 핀(51)의 하단이 들어가도록 하여 측정 유닛(4)을 재치하고, 동일하게 측정한다. 이후, 도 4에 나타내는 것과 동일하게 지그재그형으로 측정점 유닛을 시프트시키는 방향을 바꾸면서, 모든 측정점 마크(91)에 대해서 측정을 행한다. 그리고, 우측 위의 측정점 마크(91)에 대해서는, 측정 유닛(4)의 방향을 180도 바꾸고 측정을 행한다.

이와 같이 하여 각 3점 측정 단계에서 얻어진 측정 데이터를 연산 처리하여, 물체의 상면의 평면도를 산출한다. 연산 처리에 대해서도, 기본적으로 제1 실시 형태와 동일하다. 이 실시 형태에서는, 측정점 마크(91)의 배치 간격(즉 다리 핀(51)의 배치 간격)이 상수(이미 알고 있는 값)가 되고, 그것을 편입한 형태로 연산 처리가 되어 평면도가 측정된다.

또한, 이 실시 형태에 있어서의 평면도는, 각 측정점 마크(91)의 바로 아래의 지점의 높이의 차이로서 표시되며, 표면 거칠기와 동일 취지라고도 말할 수 있다.

이 실시 형태의 평면도 측정 방법은, 예를 들면, 베이스반(2)을 제작했을 때, 그 상면의 거칠기를 체크할 때에 적합하게 행해진다. 또, 베이스반(2)에 대해 기구 부분을 만들어 어떠한 장치를 구성하고, 어느 정도의 기간 사용하면, 베이스반(2)이 열화되어 상면에 만곡 등이 생기는 일이 있는데, 이와 같은 베이스반(2)의 열화를 체크할 때에도 적합하게 행해진다.

이 실시 형태에 있어서, 「다리 핀」의 용어는 널리 해석된다. 다리 핀(51)은, 측정판(5)의 상면에 대해 일정한 거리를 확보하기 위한 것이기 때문에, 반드시 「핀」이라고 부를 수 있는 것일 필요는 없고, 예를 들면 반구형과 같은 돌기여도 된다.

또, 측정점 마크는, 반드시 오목부일 필요는 없고, 인쇄 등의 방법으로 형성된 단순한 마크여도 된다. 단, 오목부에 다리 핀(51)을 끼워 넣는 구조가, 측정 유닛(4)을 정밀도 있게 배치하는 것이 용이하므로 적합하다. 또한, 측정점 마크가 물체의 상면에 직접 설치되는 경우도 있다.

또한, 각 3점 측정 단계의 측정 결과로부터 평면도를 산출하는 연산 처리에 대해서는, 소프트웨어에 의해 또는 하드웨어에 의해 자동적으로 행해지는 경우 만이 아니라, 작업자가 손 계산으로 행하는 경우도 있을 수 있다. 핀의 수가 적은 경우에는, 그 쪽이 간편한 경우도 있을 수 있다.

또한, 상기 각 방법에 있어서, 핀(3)이나 측정점 마크(91)의 배치는 이미 알고 있으면 되며, 바둑판의 눈금형이 아니여도 된다. 예를 들면, X방향과 Y방향에서 이격 거리가 상이해도 된다. 이 경우, X방향의 이격 거리 w1과 Y방향의 이격 거리 w2가 상이한 상수로서 부여될 뿐이며, 그 외에는 동일하게 행할 수 있다. 또한, 직각 격자의 교점이 아닌 경우여도 되고, 예를 들면 마름모꼴의 격자형이어도 된다. 이 경우는, 그 격자의 각도가 상수로서 부여되며, 수준기(6)의 측정 방향에 대한 각도로 보정을 한 다음 연산 처리가 되어, 평면도가 측정된다.

또, 각 방법이 적용되는 장치로서는, 상술한 노광 장치 외에, 광배향 장치와 같은 다른 장치도 있을 수 있다.

1 핀 유닛 2 베이스반
3 핀 4 측정 유닛
5 측정판 51 다리 핀
6 수준기 61 송신부
62 수신부 7 연산 처리 유닛
8 심 9 측정 시트
91 측정점 마크

Claims (5)

1. 수평 방향의 배치를 이미 알고 있으며 수직으로 연장되는 다수의 핀의 상단의 높이 방향의 위치의 상이를 당해 다수의 핀의 선단이 이루는 가상면의 평면도(平面度)로서 측정하는 평면도 측정 방법으로서,
   평탄한 상면 및 하면을 가지며 균일한 두께의 측정판과, 측정판 상에 부착된 수준기로 이루어지는 측정 유닛을 사용하는 방법이며,
   다수의 핀 중 서로 이웃하는 3개의 핀을 선택하고, 선택된 3개의 핀 상에 측정 유닛을 올린 상태로, 직교하는 2개의 수평 방향에 있어서의 측정판의 기울기를 수준기에 의해 측정하는 3점 측정 단계를 포함하는 방법이며,
   3점 측정 단계를 각 3개의 핀에 대해 순차적으로 행함으로써 평면도를 측정하는 방법이며,
   2회째 이후의 3점 측정 단계는, 그때까지 선택된 핀 중 한개를 중복해서 선택하여 측정을 행하는 단계이며,
   3점 측정 단계를 순차적으로 행함으로써 모든 핀에 대해서 수준기에 의해 측정판의 기울기를 측정하는 방법이며,
   각 3점 측정 단계에 있어서의 상기 2개의 수평 방향의 측정판의 기울기로부터, 상단이 가장 높은 위치에 있는 핀과 상단이 가장 낮은 위치에 있는 핀의 당해 높이의 차이를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면도 측정 방법.
2. 수평 방향의 배치를 이미 알고 있는 다수의 측정점 마크를 구비한 물체의 상면의 수평 방향에서의 평면도를 측정하는 평면도 측정 방법으로서,
   평탄한 상면을 가지는 측정판과, 측정판 상에 부착된 수준기와, 측정판의 하면으로부터 하방으로 수직으로 연장되며, 측정판의 상면으로부터의 길이가 균일한 3개의 다리 핀을 구비한 측정 유닛을 사용하는 방법이며,
   다수의 측정점 마크의 배치는, 서로 이웃하는 어느 3개의 측정점 마크를 선택한 경우에도 측정 유닛의 3개의 다리 핀의 배치와 동일해지는 배치이며,
   다수의 측정점 마크 중 서로 이웃하는 3개의 측정점 마크를 선택하고, 선택된 3개의 측정점 마크 상에 측정 유닛의 다리 핀이 각각 올려지는 상태로, 직교하는 2개의 수평 방향에 있어서의 측정판의 기울기를 수준기에 의해 측정하는 3점 측정 단계를 포함하는 방법이며,
   3점 측정 단계를, 각 3개의 측정점 마크에 대해 순차적으로 행함으로써 평면도를 측정하는 방법이며,
   2회째 이후의 3점 측정 단계는, 그때까지 선택된 측정점 마크 중 한개를 중복해서 선택하여 측정을 행하는 단계이며,
   3점 측정 단계를 순차적으로 행함으로써 모든 측정점 마크에 대해서 수준기에 의한 측정판의 상면의 기울기를 측정하는 방법이며,
   각 3점 측정 단계에 있어서의 상기 2개의 수평 방향의 측정판의 상면의 기울기로부터, 가장 높은 위치에 있는 측정점 마크와 가장 낮은 위치에 있는 측정점 마크의 높이의 차이를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면도 측정 방법.
3. 베이스반(盤)과, 베이스반의 상면에 부착되어 수직 상방으로 연장되는 다수의 핀을 구비하고, 각 핀의 돌출 높이를 조정 가능한 핀 유닛에 있어서, 각 핀의 베이스반으로부터의 돌출 높이를 조정하는 핀 높이 조정 방법으로서,
   다수의 핀의 상단의 높이 방향의 위치의 상이를 당해 다수의 핀의 선단이 이루는 가상면의 평면도로서 측정하는 평면도 측정 공정과,
   평면도 측정 공정에 있어서의 평면도의 측정 결과에 따라서 각 핀의 돌출 높이를 조정하는 조정 공정을 가지고 있으며,
   평면도 측정 공정은, 평탄한 상면 및 하면을 가지며 균일한 두께의 측정판과, 측정판 상에 부착된 수준기로 이루어지는 측정 유닛을 사용하는 공정이며, 다수의 핀 중 서로 이웃하는 3개의 핀을 선택하고, 선택된 3개의 핀 상에 측정 유닛을 올린 상태로, 직교하는 2개의 수평 방향에 있어서의 측정판의 기울기를 수준기에 의해 측정하는 3점 측정 단계를 포함하는 공정이며,
   평면도 측정 공정은, 3점 측정 단계를, 각 3개의 핀에 대해 순차적으로 행함으로써 평면도를 측정하는 공정이며,
   2회째 이후의 3점 측정 단계는, 그때까지 선택된 핀 중 한개를 중복해서 선택하여 측정을 행하는 단계이며,
   평면도 측정 공정은, 3점 측정 단계를 순차적으로 행함으로써, 모든 핀에 대해서 수준기에 의해 측정판의 기울기를 측정하는 공정이며,
   평면도 측정 공정은, 각 3점 측정 단계에 있어서의 상기 2개의 수평 방향의 측정판의 기울기로부터, 상단이 가장 높은 위치에 있는 핀과 상단이 가장 낮은 위치에 있는 핀의 당해 높이의 차이를 산출하는 단계를 포함하고 있으며,
   조정 공정은, 평면도 측정 공정에서 측정된 높이의 차이를 작게 하도록 각 핀의 돌출 높이를 조정하는 방법인 것을 특징으로 하는 핀 높이 조정 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 조정 공정은, 상기 베이스반과 상기 핀의 사이에 심(shim)을 개재시키는 공정이며, 상기 평면도 측정 공정에 있어서의 측정 결과에 따라서 심의 두께를 선택하는 공정인 것을 특징으로 하는 핀 높이 조정 방법.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 조정 공정을 행한 후, 상기 평면도 측정 공정을 재차 행하여, 각 핀의 상단의 높이의 차이가 일정한 범위 내에 들어가 있는지 판단하여, 들어가 있지 않으면, 상기 조정 공정을 재차 행하는 것을 특징으로 하는 핀 높이 조정 방법.

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