TWI286599B - Apparatus and method for measuring shape of both sides of a plate - Google Patents

Apparatus and method for measuring shape of both sides of a plate Download PDF

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TWI286599B
TWI286599B TW095126962A TW95126962A TWI286599B TW I286599 B TWI286599 B TW I286599B TW 095126962 A TW095126962 A TW 095126962A TW 95126962 A TW95126962 A TW 95126962A TW I286599 B TWI286599 B TW I286599B
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Shigetaka Akiyama
Shinichi Tanaka
Takanobu Akiyama
Katsunobu Ueda
Yasuyuki Kita
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Toshiba Machine Co Ltd
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Description

1286599 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關可高精度測定基板的兩面形狀爲重要的 要素之被測定基板、例如大型液晶用石英玻璃製的光罩等 基板的表面及背面的兩面形狀之基板的兩面形狀測定裝置 及基板的兩面形狀測定方法。 【先前技術】 例如在液晶顯示器基板的TFT (薄膜電晶體)陣列的 製造中,形成於光罩表面之由遮光膜所構成的光罩圖案會 藉由光鈾刻微影技術來曝光投影而圖案轉印於母玻璃上。 然後,藉由該光蝕刻微影技術及所謂的加工技術在上述母 玻璃上形成TFT陣列。同樣的,液晶顯示器基板的彩色 濾光片亦藉由使用被稱爲染料含浸法的光蝕刻微影之方法 來製造。在TFT陣列側及彩色濾光片側的任一製造中亦 需要大型的光罩。而且,爲了實施精度佳的圖案轉印,該 等大型光罩的材料主要使用線膨脹係數小的合成石英玻璃 〇 用以製造上述液晶顯示器基板的母玻璃日益謀求大型 化,隨之,上述石英玻璃製光罩會被要求更大型化。目前 ,1 500mmxl 500mm尺寸以上的大型光罩已被使用。在此 ,該大型光罩的板厚爲l〇mm〜20mm。 在上述大型化的光罩中,於光罩全面形成有上述光罩 圖案的表面的平坦度爲重要的要素。而且,需要在各個光 (2) 1286599 罩中測定其表面的平坦度,選擇規格範圍内者之嚴格的品 質管理。於是,測定上述大型光罩的表面的平坦度之裝置 ,到目前爲止有各式各樣者被提案(例如特開平3 -90805 號公報、特開2000-55641號公報)。而且,其一部已被 實用,用於上述大型光罩之類的被測定基板的平坦度的管 理。 另一方面,上述液晶顯示器基板係由VGA日益高精 細化成 SVGA、XGA、SXGA、UXGA、QXGA。又,使用 低温多晶矽來形成上述TFT的同時,有別於顯示器的畫 素,另外在母玻璃的外周部形成驅動器用1C的方法已被 實用化。隨之,TFT陣列側的圖案轉印的精度、特別是上 述圖案的曝光投影的重合精度的提升日益被要求。 上述光蝕刻微影的圖案轉印的高精度化需要光罩全面 之上述光罩表面的平坦度,且其對向的光罩面(光罩的背 面)的平坦度之嚴格的品質管理。有關此方面參照圖8來 說明。在此’圖8A是光罩101的表面102爲形成凸形狀 ,背面103形狀爲形成較平坦時。圖8B是光罩101的表 面102形狀爲較平坦,背面1〇3爲形成凹形狀時。 如圖8A所示,若光罩101表面有凸形狀,則從光罩 101的背面1〇3側射入之實線的曝光光104是藉由其表面 102的凸形狀來產生彎曲而使母玻璃1〇5表面的感光膜( 未圖示)曝光。由於此曝光光1〇4的彎曲,在圖案轉印中 於轉印位置會有偏差產生。在此’圖中的點線是表示無上 述凸形狀的光直進的理想光路。於是’如上述那樣提高光 -6- (3) 1286599 罩表面的平坦度來使能夠接近理想的光路,而使上述TFT 陣列側的圖案轉印的精度提升。 並且,在圖8B的情況時,雖其程度小,但也產生與 圖8A同樣的情況。如圖8B所示,若曝光光104從具有 凹形狀的背面1 〇3側來射入,則該光路會在此彎曲而到達 表面102。然後,在表面102中上述彎曲的程度會被減輕 ,而使母玻璃105表面的感光膜(未圖示)曝光。因此, 在此情況中,雖上述圖案轉印的轉印位置的偏差與圖8A 時相較之下較小,但也會產生。 而且,一旦上述液晶顯示器的高精細化、或因驅動器 用1C的混載而上述圖案轉印的高精度化爲必要時,光罩 背面的凹凸形狀所造成之圖案轉印的位置偏差問題顯著存 在。因此,會被要求提高光罩背面的平坦度,而使能夠接 近理想的光路,需要該平坦度的嚴格品質管理。 但,可同時高精度地測定上述大型液晶用光罩的表面 的形狀及背面的形狀之兩面形狀測定裝置、或簡便且高精 度地測定其兩面形狀或兩面的平坦度之方法尙未被開發。 【發明內容】 本發明是有鑑於上述情事而硏發者,其目的是在於提 供一種不限於上述液晶用光罩,可在基板的兩面形狀爲重 要的要素之被測定基板中,高精度地測定其表面及背面的 兩面形狀之基板的兩面形狀測定裝置及基板的兩面形狀測 定方法。 (4) 1286599 爲了達成上述目的,本發明之基板的兩面形狀測定裝 置,其特徵係具有: 以定盤的基準平面能夠形成大致垂直狀態的方式配置 ~^ f f £U2t · Z足盤, 以被測定基板的板面能夠形成大致平行於上述基準平 面的方式來保持被測定基板之保持機構; 配置於上述定盤的基準平面與藉由上述保持機構來保 持的上述被測定基板的板面的一面之間,可在垂直面内掃 描,和上述掃描一起測定與上述定盤的基準平面的距離之 第1位移計、及測定與上述被測定基板的板面的一面的距 離之第2位移計; 配置於與上述板面的一面對向的另一面側,可在垂直 面内掃描可能,和上述掃描一起測定與上述板面的另一面 的距離之第3位移計;及 根據上述各位移計的測定結果來運算被測定基板的表 面形狀之運算手段。 在上述發明中,在可移動於上述基準平面的垂直軸方 向的第1Y軸移動機構搭載上述第1位移計及上述第2位 移計, 在與上述第1Y軸移動機構獨立可移動於上述基準平 面的垂直軸方向的第2Y軸移動機構搭載上述第3位移計 上述第1Y軸移動機構及上述第2Y軸移動機構係搭 載於可移動於上述基準平面的水平軸方向的X軸移動機 -8- (5) 1286599 、 構。 藉由上述構成,可在上述X軸移動機構及2個Y軸 移動機構的移動運動中取得非常高的直線性及高的定位精 度。隨之,上述第1位移計、第2位移計及第3位移計可 對定盤的基準平面以高精度來正確的掃描。而且,可以上 述基準平面作爲基準面,同時且高精度地測定被測定基板 的一面及另一面的兩面形狀。 • 本發明之一較佳形態,上述第1Υ軸移動機構及上述 第2Υ軸移動機構係藉由滾珠螺栓及予以結合的滑塊所構 成,上述X軸移動機構係藉由V-V滾動引導或V-V滑動 引導所構成,上述X軸移動機構係藉由V-V滾動引導或 V-V滑動引導所構成。上述滑塊爲採用氣滑座,可防止滾 珠螺栓之定位時的振動所造成的精度劣化。 又,本發明之一較佳形態,上述第1位移計、第2位 移計及第3位移計係由非接觸雷射位移計所構成。 • 又,本發明之基板的兩面形狀測定方法,其特徵爲: 以能夠大致形成垂直狀態的方式來配置定盤的基準平 面, 以被測定基板的板面能夠形成大致平行於上述基準平 面的方式來支持上述被測定基板,且 使對向於上述基準平面配置的第1位移計及對向於上 述被測定基板的板面的一面側配置的第2位移計在上述基 準平面與上述被測定基板的板面的一面側之間的垂直面内 掃描,計測上述板面的一面與上述基準平面的距離,同時 -9 - (6) (6)1286599 ,使對向於與上述板面的一面對向的另一面側配置的第3 位移計掃描,計測上述板面的另一面與上述基準平面的距 離,測定上述被測定基板的一面及另一面的表面形狀。 在上述基板的兩面形狀測定方法的發明中,預先在上 述第2位移計與上述第3位移計之間配置具有所定的板厚 之基準區塊,藉由上述第1位移計及第2位移計來計測上 述基準區塊的一面與上述定盤的基準平面的距離( AdAz + Lo),藉由上述第3位移計來計測與上述基準區塊 的另一面的距離(A3 ),計測上述第3位移計與上述定盤 的基準平面的距離(A〇)。 藉由上述構成,可簡便且短時間內高精度地測定大型 液晶用光罩之類的大型被測定基板的兩面形狀。又,可高 精度地求取上述被測定基板的一面及另一面的兩面的平坦 度。 本發明之一較佳形態,係使上述第1位移計和第2位 移計及上述第3位移計同步掃描。 又,基板的兩面形狀測定方法的發明中,可藉由上述 第1位移計及第2位移計來計測上述被測定基板的板面的 一面與上述基準平面的距離、及藉由上述第3位移計來計 測上述板面的另一面與上述基準平面的距離,藉此可簡便 地測定上述被測定基板的形狀。 藉由本發明,可在基板的兩面形狀爲重要的要素之被 測定基板中,高精度地測定其表面及背面的兩面形狀。而 且,可簡便且短時間地測定基板的兩面的平坦度。 -10- 1286599 ⑺ 【實施方式】 參照圖1〜圖7來說明有關本發明的較佳實施形態。 圖1是基板的兩面形狀測定裝置的全體構成圖。又,圖2 是表示測定被測定基板的兩面形狀的位移計的掃描部的立 體圖。 如圖1所示,測定裝置本體1是在金屬製的底面2上 的一端部配置有縱型定盤3。此縱型定盤3較理想是藉由 鑄物所構成。而且,此縱型定盤3的垂直面是被配硏加工 或硏磨(lap)加工,其表面會被鍍鎳,形成基準平面4。 如此一來,基準平面4是形成其表面粗度爲4 0 Onm以下 大致接近〇的高精度平面形狀。上述縱型定盤3其他可使 用金屬、陶瓷或石定盤,例如花崗石(Granite )等可高 精度平坦加工的材質。 在上述底面2上的縱型定盤3的前面,配置有用以保 持縱横的長度例如爲1 500mmxl 500mm程度以下,板厚爲 15mm程度的大型液晶用石英玻璃製光罩等被測定基板P 之保持機構5。此保持機構5具有金屬製或陶瓷製的保持 構件6。在此保持構件6的一對側柱6a之間,具備分別 藉由馬達6c來驅動且可上下動地横架之橫樑6b,藉由此 橫樑6b的上下動,可配合被測定基板P的尺寸來支持調 整。 又,具備:在保持構件6的下部的長度方向分開配置 之一對的下部支持構件7a、及配置於保持構件6的上部 -11 - (8) (8)1286599 的橫樑6b的長度方向的大致中央部之上部支持構件7b。 在該等的支持構件7a,7b具備用以固定被測定基板 P的把持機構8。此把持機構8會藉由伺服馬達來驅動, 在上述縱型定盤3的基準平面4可移動於垂直方向,藉由 驅動伺服馬達,可將被測定基板P的板面予以精度佳地垂 直配置。 上述一對的下部支持構件7a的離間距離可自動或手 動調整。 然後,在底面2上,配置有移動於縱型定盤3的基準 平面4的X軸方向(水平軸方向)的構造之位移計掃描 設備9(X軸移動機構)。此位移計掃描設備9可藉由沿 著設置於底面2的上面之一對的V溝10而直線運動的V-V滾動引導來高精度地移動於圖2所記的X軸方向。 在此,V-V滾動引導的真直度高,在底面2上面的水 平軸方向2300mm的行程中形成2μπι以下。並且,其定位 精度爲形成0.1 μηι以下的高精度。 如圖2所示,在上述位移計掃描設備9中,在形成重 量大之例如金屬製的平台11上,第1氣滑座12(第1Υ 軸移動機構)及第2氣滑座13(第2Υ軸移動機構)會被 設置成垂直狀態。在此,第1氣滑座12具有大致垂直安 裝於平台11上的導軌14及滾珠螺栓15,在其上部保持 於固定板16。而且,第1氣滑座12的第1滑塊17可藉 由平台11中内藏的馬達驅動的滾珠螺栓15,沿著導軌14 高精度地移動於上述基準平面4的Υ軸方向(垂直軸方 -12- (9) 1286599 向)。 同樣的,第2氣滑座13具有垂直安裝於平台 導軌18及滾珠螺栓19,在其上部保持於固定板1< ,第2氣滑座13的第2滑塊20可藉由平台11中 馬達驅動的滾珠螺栓1 9,沿著導軌1 8高精度地移 述基準平面4的Y軸方向。上述導軌14,18及第 17及第2滑塊20的材質較理想是輕量且剛性率高 如鋁或陶瓷。 在此,如圖3所示,第1 (第2)的滑塊17 ( 以能夠和滾珠螺栓1 5 ( 1 9 )的各個螺帽2 1形成一 式安裝。因此,隨著平台11内藏的馬達驅動之滾 15的旋轉運動來移動於Y軸方向。 然後,如圖2所示,例如由鋁或陶瓷所構成的 柱22會被垂直安裝於上述平台11與固定板16之 一對的支柱22是用以補強位移計掃描設備9者’ 以防止其變形的機能。 如以上,上述氣滑座引導的真直度非常高’在 方向1 600mm的行程中形成2μιη以下。並且’其定 爲形成0.1 μπι以下的高精度。 然後,如圖2所示,第1滑塊17是具備固定 彼之第1位移計23及第2位移計24。同樣的’第 20是具備固定安裝於彼之第3位移計25。在此’ 1位移計23、第2位移計24及第3位移計25較理 由例如具備雷射二極體的非接觸雷射位移計所構成 1 1上的 丨。然後 内藏的 動於上 1滑塊 者,例 20)是 體的方 珠螺栓 一對支 間。此 具有用 垂直軸 位精度 安裝於 2滑塊 上述第 想是藉 -13- (10) (10)1286599 由於上述位移計掃描設備9是形成上述那樣一體的構 造體,因此會形成較大的重量,藉由其自重,其X軸方 向的移動會順暢,移動速度不均會大幅度低減,可提高定 位精度。 又,如圖1所示,控制部2 6會被配置於測定裝置本 體1的底部。根據來自此控制部26的指令信號,以上述 那樣V-V滾動引導之位移計掃描設備9的X軸驅動機構 、氣滑座引導之第1滑塊1 7的Y軸驅動機構及第2滑塊 20的Y軸驅動機構能夠分別按照所定的序列來驅動之方 式控制。在此,上述X軸驅動機構及上述2個Y軸驅動 機構的驅動部是具有步進馬達、DC伺服馬達或AC伺服 馬達等。 又,如圖1所示,配置有電腦28,其係鄰接於測定 裝置本體1,藉由電纜27來連接,對上述控制部26賦予 指令來控制上述X軸驅動機構及Y軸驅動機構。然後, 根據自上述位移計的掃描所取得的各種距離資料來運算被 測定基板P的兩面的平坦度或基板的板厚,藉由顯示器 29或印表機30來輸出其結果等。 其次,說明有關上述基板的兩面形狀測定裝置的主要 操作及動作。在圖1中,將被測定基板P,例如高度 1 650mm ( Η )、寬度 1 8 50mm ( W)、板厚 15mm 的合成 石英玻璃基板安裝於保持機構5。在此,被測定基板P是 使其下端縁載於下部支持構件7a的把持機構8的所定止 位部’使其上端縁抵接於上部支持構件7b的所定止位部 -14 - (11) (11)1286599 ,大致垂直立起。然後,根據來自控制部2 6的指令,利 用伺服馬達驅動來使上述橫樑6b垂直下降,藉由下部支 持構件7a的二點及上部支持構件7b的一點來使被測定基 板P固定保持於保持構件6。 然後,使配設於支持構件7a,7b的把持機構8在縱 型定盤3的基準平面4移動於垂直方向,藉此被測定基板 P是與縱型定盤3的基準平面4同樣形成大致垂直狀態, 以能夠和上述基準平面4大致形成平行的方式配置。 然後,如圖1所示,上述位移計掃描設備9是在其第 1氣滑座12與第2氣滑座13之間夾著上述保持機構5的 狀態下,沿著一對的V溝1 〇以一定速度來直線運動於X 軸方向(水平軸方向)。並且,同時使第1滑塊17及第 2滑塊20分別沿著導軌14,18以一定速度來直線運動於 Y軸方向(垂直軸方向)。又,第1滑塊17及第2滑塊 20亦可互相獨立直線運動,或形成同步的直線運動。 在此,上述X軸方向及Y軸方向的移動控制是經由 來自控制部2 6的指令信號(其係根據藉由電腦2 8所輸入 的程式),藉由控制位移計掃描設備9的X軸驅動機構 、第1滑塊17的Y軸驅動機構及第2滑塊20的Y軸驅 動機構來進行。然後,在藉由其X軸方向及Y軸方向所 構成的大致垂直面内掃描移動,利用安裝於上述第1滑塊 17及第2滑塊20的第1位移計23、第2位移計24及第 3位移計2 5來計測離後述縱型定盤3的基準平面4的距 離,藉此於被測定基板P全面測定其兩面的表面形狀及板 -15- (12) (12)1286599 厚的變化。 在上述實施形態的基板的兩面形狀測定裝置的構成中 ,測定裝置本體1是具備:例如在強固的金屬製的底面2 上的一端部配置成大致垂直狀態的縱型定盤3的基準平面 4、及與該基準平面大致平行保持被測定基板P的保持機 構5、及位移計掃描設備9。在此,位移計掃描設備9是 搭載第1位移計23及第2位移計24的第1氣滑座17、 搭載第3位移計的第2氣滑座20及一對的支柱22會形成 一體構造,可在上述底面2上沿著一對的V溝10來移動 於上述基準平面4的水平軸方向。並且,在位移計掃描設 備9上,第1氣滑座17及第2氣滑座20可移動於上述基 準平面4的垂直軸方向。 因此,在位移計掃描設備9的水平軸方向的直線運動 中可取得非常高的真直度及定位精度。同樣的,在第1氣 滑座17及第2氣滑座20的垂直軸方向的直線運動中可取 得非常高的真直度及高定位精度。 然後,隨之,搭載於上述第1氣滑座17的第1位移 計23、第2位移計24及第2氣滑座20的第3位移計25 可對上述基準平面4以高精度來正確的掃描。 然後,可藉由第1位移計23及第2位移計24,以上 述縱型定盤3的基準平面4作爲基準面來精密地測定被測 定基板P的板面的一面的表面形狀。同時,可藉由第3位 移計25,以上述基準平面4作爲基準面來精密地測定被 測定基板P的板面的其他面的表面形狀。該等的表面形狀 -16- (13) (13)
1286599 的測定精度爲形成1 μιη以下。 因此,例如在測定大型液晶用光罩之類的被測ί Ρ的兩面形狀時,可形成極高精度的測定。 其次,參照圖4〜圖7來說明有關本發明的基电 面形狀測定方法。在此,針對與圖1及圖2相同或类 部份賦予共通的符號。 圖4是表示藉由例如彼此一體安裝於上述第1 17的一對第1位移計23及第2位移計24、以及安| 2滑塊20的第3位移計25來測定板面大致設定成1 態的被測定基板Ρ的兩面的表面形狀之實施形態的主 。在此,第1位移計23爲非接觸雷射位移計,這在 滑塊1 7中對向於縱型定盤3,可測定與縱型定盤3 準平面4的距離Li。又,第2位移計24亦爲非接觸 位移計,在第1滑塊1 7中對向於被測定基板P的第 面S1 (例如表面),可測定與被測定基板ρ的第i S 1的距離L2。然後,第3位移計25爲非接觸雷射位 ,在第2滑塊20中對向於被測定基板P的第2板面 例如背面),可測定與被測定基板P的第2板面S 2 離L3。 然後,將第1位移計23及第2位移計24掃描於 準平面4的水平軸方向及垂直軸方向所構成之處的大 直面内,計測被測定基板P的第i板面S i的各部之 距離及L2。同時,將第3位移計25與上述第1位 23及第2位移計24同步掃描,計測被測定基板ρ的 基板 的兩 似的 滑塊 於第 直狀 要部 第1 的基 雷射 1板 板面 移計 S2 ( 的距 由基 致垂 上述 移計 第2 -17- (14) (14)1286599 板面S2的各部之上述距離L3。在此’從第2位移計24 射出的雷射光的光軸與從第3位移計25射出的雷射光的 光軸會被配置成相同。然後,被測定基板P的各部之上述 距離資料會被儲存於電腦2 8中。 在圖4中,第1及第2位移計23,24是一體搭載於 第1滑塊1 7,所以上述位移計間的距離L〇爲一定。因此 ,在圖4所示的狀態中,若縱型定盤3的基準平面4與被 測定基板P的第1板面S1的各部之距離爲Ri,則距離L 可藉由ReLo + Li + L^的計算來求取。如此一來,如圖5所 示,以縱型定盤3的基準平面4作爲基準面來計測/算出 距離Ri,此距離Ri資料會被儲存於電腦28。然後,藉由 後述的方法來評價被測定基板P的第1板面S 1的平坦度 〇 在圖4中,從縱型定盤3的、基準平面4到第3位移計 25的距離A〇是根據基板的兩面測定裝置的機械構造來決 定。因此,只要最初在全面一度計測該距離A。,便可在 往後的基板的兩面測定中原封不動地使用上述距離A〇値 。爲了計測距離A〇,如圖6所示,將厚度D的基準區塊 Μ固定安裝於第2位移計24與第3位移計25間。然後, 計測基準平面4與第1位移計23的距離Ai、基準區塊Μ 的第1面與第2位移計24的距離Α2、和基準區塊Μ的第 1面對向的第2面與第3位移計25的距離Α3。如此一來 ,從上述縱型定盤3的基準平面4到第3位移計25的距 離Α〇可藉由ApAi+AdAs + Lo + D的計算來求得。此距離 (15) (15)1286599 A〇是藉由將第1位移計23及第2位移計24以及第3位 移計25掃描於基準平面4的水平軸方向及垂直軸方向, 形成以基準平面4作爲基準面的第3位移計的掃描面,構 成圖5所示那樣的假想基準面SP。 然後,如圖5所示,由上述距離A〇資料及距離L3資 料來計測/算出以縱型定盤3的基準平面4作爲基準面的 距離R2,即R2 = A〇-L3,此距離R2資料會被儲存於電腦28 。而且,藉由後述的方法來評價被測定基板P的第2板面 S2的平坦度。 又,圖5中,被測定基板P的板厚t可藉由t = A〇-L3-的計算來求取。然後,算出被測定基板P的板 厚t的分布,板厚t的資料會儲存於電腦28。 圖4所說明之基板的兩面形狀測定方法是使第1位移 計23及第2位移計24和第3位移計25的掃描同步者。 該兩面形狀測定,如圖7所示,亦可使第3位移計25的 掃描與第1位移計23及第2位移計24的掃描非同步。此 情況,藉由第1位移計23及第2位移計24的掃描及距離 計測,如圖5所示,求取被測定基板P的第1板面S1離 縱型定盤3的基準平面4的距離L之分布。 同樣的,藉由第3位移計25的掃描與距離計測,如 圖5所示,求取被測定基板P的第2板面S1離縱型定盤 3的基準平面4的距離化2之分布。 圖7的情況是來自第2位移計24的雷射光或來自第 3位移計25的雷射光會透過被測定基板P,因光干渉而造 -19- (16) (16)1286599 成距離測定的精度降低可簡便地防止。 其次,參照圖5來說明有關被測定基板P的平坦度的 評價方法。該簡便的第1方法是由圖5所示之板厚t的被 測定基板P内的分布資料來抽出最大値及最小値,以其差 作爲平坦度。然後,以預定的所定差作爲基準平坦度,進 行被測定基板P的平坦度的評價。並且,如此的平坦度是 例如在各被測定基板P的測定後,緊接著藉由上述顯示器 29及或印表機30來輸出。就此第1方法而言,可取得不 易受到被處理基板P的垂直狀態或與縱型定盤3的基準平 面4的配置關係影響之平坦度。 然後,第2方法爲以下所述者。被測定基板P是藉由 保持機構5來大致保持成垂直狀態,但其板面與縱型定盤 3的基準平面4大多不會一定形成平行狀態。第2方法是 在於考量如此的狀況而加入者。 上述電腦2 8是依據距離R i及R2來執行求取被測定 基板P的平坦度之運算處理,該距離I及R2是根據在如 此的狀態中所被測定之各部的距離L!、L2、L3來算出。 此情況,求取被測定基板P的平坦度之運算處理有幾個手 法,簡易的手法有以下所述者。 亦即,各部的距離I (或距離R2 )之中,以被測定 基板P的對角2點測定値作爲基準,將此刻的最大値與最 小値的差作爲第1板面S1 (或第2板面S2)的平坦度。 具體而言,(1 )以第1對角2點的上述距離&能夠 對基準平面形成相同的距離之方式,校正各部的距離資料 -20- (17) 1286599 • 1。( 2 )以另一方的第2對角2點的上述距離R1能夠對 基準平面形成相同的距離之方式,再校正在上述(1)校 正後的距離資料Ri。(3)將以上那樣被校正的各距離資 料R!的最大値與最小値的差作爲第1板面S 1的平坦度。 然後,有關距離資料R2也是施以和上述距離資料I 完全同樣的運算處理後進行校正,將該被校正的最大値與 最小値的差作爲第2平面S2的平坦度。 # 然後,針對第1板面S 1及第2板面S2,以分別預定 的所定差作爲基準平坦度,來進行被測定基板P的平坦度 的評價。並且,藉由如此的運算處理所求得的平坦度會例 如在各被測定基板P的測定後緊接著藉由上述顯示器29 及或印表機30來輸出。 藉由上述基板的兩面形狀測定方法,可簡便且短時間 內高精度地測定大型液晶用光罩之類的大型被測定基板的 兩面形狀。然後,可高精度地求取上述被測定基板的平坦 鲁度。 本發明並非限於上述實施形態,只要不脫離發明的主 旨範圍,亦可採用各種變形。例如,在底面2上,移動於 縱型定盤3的基準平面4的水平軸方向之構造的位移計掃 描設備9亦可形成能夠藉由V-V滑動引導來移動的構成 〇 又,設置於平台11上的第1氣滑座12及第2氣滑座 1 3亦可形成能夠藉由線性馬達來移動於垂直軸方向的構 成。 -21 - (18) (18)1286599 又,本發明被處理基板P除了上述液晶用石英玻璃製 光罩以外,基板的兩面形狀爲重要的要素之被測定基板亦 可同樣適用。例如,亦可有效地適用於作爲被處理基板之 半導體晶圓的兩面形狀測定。 又,上述位移計,其他亦有空氣尺度感測方式、渦電 流方式或靜電容量方式等,該等可對應於構成被測定基板 的物質來適當選擇。 【圖式簡單說明】 圖1是表示本發明之基板的兩面形狀測定裝置的全體 構成圖。 圖2是表示圖1所示之基板的兩面形狀測定裝置的位 移計掃描部的立體圖。 圖3是表示圖2所示之氣滑座的擴大立體圖。 圖4是表示測定被測定基板的兩面形狀的主要部份的 構成圖。 圖5是表示被測定基板的兩面形狀測定及板厚測定的 模式圖。 圖6是表示被測定基板的兩面形狀測定的位移計的掃 描面測定的模式圖。 圖7是表示測定被測定基板的兩面形狀的主要部份的 其他構成圖。 圖8是用以說明曝光於光罩時的光路的模式圖。 -22· (19) 1286599 • 【主要元件符號說明】 1 :測定裝置本體 2 :底面 3 :縱型定盤 4 :基準平面 5 :保持機構 6 :保持構件 φ 7a :下部支持構件 7b :上部支持構件 8 :把持機構 9 :位移計掃描設備 1 0 : V 溝 1 1 :平台 12 :第1氣滑座 13 :第2氣滑座 Φ 14,18 :導軌 1 5,1 9 :滾珠螺栓 1 6 :固定板 17 :第1滑塊 2 0 :第2滑塊 21 :螺帽 22 :支柱 2 3 :第1位移計 24 :第2位移計 -23 (20) (20)1286599
25 :第3位移計 26 :控制部 27 :電纜 2 8 :電腦 29 :螢幕 3 0 :印表機 -24

Claims (1)

1286599 (1) 十、申請專利範圍 1. 一種基板之兩面形狀測定裝置,其特徵係具有: 以定盤的基準平面能夠形成大致垂直狀態的方式配置 之定盤; 以被測定基板的板面能夠形成大致平行於上述基準平 面的方式來保持被測定基板之保持機構; 配置於上述定盤的基準平面與藉由上述保持機構來保 持的上述被測定基板的板面的一面之間,可在垂直面内掃 描,和上述掃描一起測定與上述定盤的基準平面的距離之 第1位移計、及測定與上述被測定基板的板面的一面的距 離之第2位移計; 配置於與上述板面的一面對向的另一面側,可在垂直 面内掃描,和上述掃描一起測定與上述板面的另一面的距 離之第3位移計;及 根據上述各位移計的測定結果來運算被測定基板的表 面形狀之運算手段。 2. 如申請專利範圍第1項之基板之兩面形狀測定裝置 ,其中,在可移動於上述基準平面的垂直軸方向的第1Y 軸移動機構搭載上述第1位移計及上述第2位移計, 在與上述第1Y軸移動機構獨立可移動於上述基準平 面的垂直軸方向的第2Y軸移動機構搭載上述第3位移計 上述第1Y軸移動機構及上述第2Y軸移動機構係搭 載於可移動於上述基準平面的水平軸方向的X軸移動機 -25- (2) 1286599 • 構。 3 .如申請專利範圍第2項之基板之兩面形狀測定裝置 ,其中,上述第1Y軸移動機構及上述第2Y軸移動機構 係藉由滾珠螺栓及予以結合的滑塊所構成。 4.如申請專利範圍第2項之基板之兩面形狀測定裝置 ,其中,上述X軸移動機構係藉由V-V滾動引導或V-V 滑動引導所構成。 • 5 .如申請專利範圍第3項之基板之兩面形狀測定裝置 ,其中,上述X軸移動機構係藉由V-V滾動引導或V-V 滑動引導所構成。 6. 如申請專利範圍第1項之基板之兩面形狀測定裝置 ’其中,上述第1位移計、第2位移計及第3位移計爲非 接觸雷射位移計。 7. 如申請專利範圍第2項之基板之兩面形狀測定裝置 ’其中,上述第1位移計、第2位移計及第3位移計爲非 ®接觸雷射位移計。 8·如申請專利範圍第3項之基板之兩面形狀測定裝置 中,上述第1位移計、第2位移計及第3位移計爲非 接觸雷射位移計。 9·如申請專利範圍第4項之基板之兩面形狀測定裝置 ’其中,上述第1位移計、第2位移計及第3位移計爲非 接觸雷射位移計。 1 〇·如申請專利範圍第5項之基板之兩面形狀測定裝 ® ’其中,上述第1位移計、第2位移計及第3位移計爲 -26- (3) (3)1286599 非接觸雷射位移計。 1 1 . 一種基板之兩面形狀測定方法,其特徵爲: 以能夠大致形成垂直狀態的方式來配置定盤的基準平 面, 以被測定基板的板面能夠形成大致平行於上述基準平 面的方式來支持上述被測定基板,且 使對向於上述基準平面配置的第1位移計及對向於上 述被測定基板的板面的一面側配置的第2位移計在上述基 準平面與上述被測定基板的板面的一面側之間的垂直面内 掃描,計測上述板面的一面與上述基準平面的距離,同時 ,使對向於與上述板面的一面對向的另一面側配置的第3 位移計掃描,計測上述板面的另一面與上述基準平面的距 離,測定上述被測定基板的一面及另一面的表面形狀。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之基板之兩面形狀測定方 法,其中,預先在上述第2位移計與上述第3位移計之間 配置具有所定的板厚之基準區塊,藉由上述第1位移計及 第2位移計來計測上述基準區塊的一面與上述定盤的基準 平面的距離(A0A2 + LQ),藉由上述第3位移計來計測與 上述基準區塊的另一面的距離(A3 ),計測上述第3位移 計與上述定盤的基準平面的距離(A〇)。 13. 如申請專利範圍第項之基板之兩面形狀測定方 法’其中,使上述第1位移計和第2位移計及上述第3位 移計同步掃描。 14. 如申請專利範圍第12項之基板之兩面形狀測定方 •27- (4) 1286599 • 法’其中,使上述第1位移計和第2位移g十及上述第3位 移計同步掃描。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項之基板之兩面形狀測定方 法,其中,藉由上述第1位移計及第2位移計來計測上述 被測定基板的板面的一面與上述基準平面的距離、及藉由 上述第3位移計來計測上述板面的另一面與上述基準平面 的距離,藉此測定上述被測定基板的板厚。 # 1 6 .如申請專利範圍第1 4項之基板之兩面形狀測定方 法,其中,藉由上述第1位移計及第2位移計來計測上述 被測定基板的板面的一面與上述基準平面的距離、及藉由 上述第3位移計來計測上述板面的另一面與上述基準平面 的距離,藉此測定上述被測定基板的板厚。 -28-
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