JP2006329895A - Substrate measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、プリント基板を作成するためのマスク基板や液晶表示パネル用のガラス基板等の基板を測定する基板測定装置に関する。 The present invention relates to a substrate measuring apparatus for measuring a substrate such as a mask substrate for producing a printed circuit board or a glass substrate for a liquid crystal display panel.
このような基板測定装置の一種として、基板表面における2点間の距離を測定するための測長機が使用されている(特許文献1参照)。このような測長機においては基板を載置したステージの表面に沿って、X、Y方向に移動可能な撮像部を設け、この撮像部により基板表面における2点を撮像するときの撮像部の移動量により、この2点間の距離を測定する構成が採用されている。 As one type of such a substrate measuring apparatus, a length measuring machine for measuring the distance between two points on the substrate surface is used (see Patent Document 1). In such a length measuring machine, an imaging unit that can move in the X and Y directions is provided along the surface of the stage on which the substrate is placed, and the imaging unit is configured to capture two points on the substrate surface by the imaging unit. A configuration is adopted in which the distance between the two points is measured according to the amount of movement.
ところで、近年の基板の大型化に伴い、上述した測長機においては、ステージ上に載置された基板がステージとともに撓み、正確な測長作業が行えないという問題が生じる。また、このような基板を利用して作成されたプリント基板やガラス基板は、通常は鉛直方向を向いた状態で使用されることから、基板を水平方向に載置した場合と鉛直方向を向けた場合とでは、基板に対する歪みの生じ方が異なることになる。 By the way, with the recent increase in the size of the substrate, the above-described length measuring machine has a problem that the substrate placed on the stage bends together with the stage, and accurate length measurement work cannot be performed. Also, since printed boards and glass boards created using such boards are usually used in a state of facing the vertical direction, the case where the board is placed in the horizontal direction and the vertical direction are directed. Depending on the case, the distortion of the substrate is different.
一方、特許文献2には、液晶表示装置を垂直方向を向けた状態で検査する検査装置が開示されている。
特許文献2に記載された検査装置においては、液晶表示装置を支持するテーブルと撮像手段とが別々に配置されている。このような検査装置においては、液晶表示装置(基板)が比較的小型の場合には問題は生じないが、液晶表示装置が大サイズ化した場合には液晶表示装置やテーブルに歪みが生じ、撮像手段の相対位置を調整しなければならないという問題がある。特に、基板を載置したステージの表面に沿ってX、Y方向に移動可能な撮像部を有する基板測定装置においては、テーブルの歪みと撮像部の位置との関係を考慮する必要がある。 In the inspection apparatus described in Patent Document 2, a table that supports a liquid crystal display device and an imaging unit are separately arranged. In such an inspection apparatus, there is no problem when the liquid crystal display device (substrate) is relatively small, but when the liquid crystal display device is increased in size, the liquid crystal display device and the table are distorted, and imaging is performed. There is a problem that the relative position of the means must be adjusted. In particular, in a substrate measuring apparatus having an imaging unit that can move in the X and Y directions along the surface of the stage on which the substrate is placed, it is necessary to consider the relationship between the distortion of the table and the position of the imaging unit.
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、基板が大型化した場合においても基板を正確に測定することができる基板測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a substrate measuring apparatus that can accurately measure a substrate even when the substrate is enlarged.
請求項1に記載の発明は、基部と、前記基部から応力を受けることなく、その表面が鉛直方向に対して微小角度傾斜した状態で、前記基部に支持されるステージ部と、測定を行うべき基板の下端部を支持するための前記ステージ部の下方に配設された基板支持部材と、前記ステージ部の上部と下部とに設けられた案内部材に案内されることにより、前記ステージ部の表面に沿って左右方向に移動可能な架台と、前記架台に設けられた案内部材に案内されることにより、前記架台に沿って上下方向に移動可能な撮像部とを備えたことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, measurement should be performed with the base portion, the stage portion supported by the base portion with the surface inclined at a slight angle with respect to the vertical direction without receiving stress from the base portion. The surface of the stage portion is guided by a substrate support member disposed below the stage portion for supporting the lower end portion of the substrate and guide members provided at the upper and lower portions of the stage portion. And an imaging unit that is movable in the vertical direction along the frame by being guided by a guide member provided on the frame.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記ステージ部の表面をX、Y方向とする3軸の座標系を設定したときに、前記基部は、前記基部に対して前記ステージ部のX、Y、Z方向の移動を規制した状態で前記ステージ部を支持する第1支持部と、前記基部に対して前記ステージ部のY、Z方向の移動を規制した状態で前記ステージ部を支持する第2支持部と、前記基部に対して前記ステージ部のZ方向の移動を規制した状態で前記ステージ部を支持する第3支持部とを備える。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when a three-axis coordinate system in which the surface of the stage portion is set in the X and Y directions is set, the base portion is relative to the base portion. A first support portion that supports the stage portion in a state in which movement of the stage portion in the X, Y, and Z directions is restricted; and a state in which movement of the stage portion in the Y and Z directions is restricted with respect to the base portion. A second support unit that supports the stage unit; and a third support unit that supports the stage unit in a state where movement of the stage unit in the Z direction is restricted with respect to the base unit.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記ステージ部に配設され、前記架台の位置を測定するリニアスケールと、前記架台に配設され、前記撮像部の位置を測定するリニアスケールとを備える。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a linear scale that is disposed on the stage unit and measures a position of the gantry, and is disposed on the gantry, the imaging And a linear scale for measuring the position of the part.
請求項1および請求項2に記載の発明によれば、応力を受けることなく支持されたステージ部に設けられた案内部材に架台が案内され、この架台に沿って撮像部が移動することから、基板が大型化した場合においても、基板を正確に測定することが可能となる。 According to the first and second aspects of the invention, the gantry is guided by the guide member provided on the stage portion supported without receiving stress, and the imaging unit moves along the gantry. Even when the substrate is enlarged, the substrate can be accurately measured.
請求項3に記載の発明によれば、撮像部の移動量を正確に測定することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to accurately measure the movement amount of the imaging unit.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1はこの発明に係る基板測定装置としての測長機の正面図であり、図2はその側面図、図3はその平面図である。なお、図3においては、第1支持部材11およびステージ部15の要部のみを示し、その他の部材を省略している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a length measuring machine as a substrate measuring apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a side view thereof, and FIG. 3 is a plan view thereof. In FIG. 3, only the main parts of the
この測長機は、第1支持部材11、第2支持部材12およびベース部材13よりなる基部10と、この基部10に支持されたステージ部14と、ステージ部14の表面に沿って左右方向に移動可能な架台15と、互いに連結した撮像ユニット16および移動部材17からなり、架台15に沿って上下方向に移動可能な撮像部18とを備える。
The length measuring machine includes a
なお、この明細書においては、図1乃至図3に示すように、ステージ部14の表面をX、Y方向とする3軸の座標系を設定し、ステージ部14の表面に沿う左右方向をX方向、ステージ部14の表面に沿う上下方向をY方向、ステージ部14の表面に垂直な方向をZ方向とする。そして、この明細書では、必要に応じ、X方向を左右方向、また、Y方向を上下方向とも呼称する。
In this specification, as shown in FIGS. 1 to 3, a three-axis coordinate system is set in which the surface of the
上記基部10は、基部10に対してステージ部14のX、Y、Z方向の移動を規制した状態でステージ部14を支持する第1支持部91と、基部10に対してステージ部14のY、Z方向の移動を規制した状態でステージ部14を支持する第2支持部92と、基部10に対してステージ部14のZ方向の移動を規制した状態でステージ部14を支持する第3支持部93とを備える。ステージ部14は、基部10により、その表面が鉛直方向に対して微小角度傾斜した状態で支持される。
The
図4は、第1支持部91、第2支持部92および第3支持部93を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the
図1および図4(a)を参照して、基部10における第2支持部材12の右側上部には当接金具21が配設されている。この当接金具21には、その断面がV字状となる円錐状の凹部24が形成されている。また、ステージ部14の右側下部には、当接金具22が配設されている。この当接金具22にも、その断面がV字状となる円錐状の凹部25が形成されている。そして、これらの凹部24、25の間には、鋼球23が配設されている。このため、自重により基部10上に載置されたステージ部14は、この支持部91により、基部10に対してステージ部14のX、Y、Z方向の移動を規制した状態で支持されることになる。
With reference to FIG. 1 and FIG. 4A, a
図1および図4(b)を参照して、基部10における第2支持部材12の左側上部には当接金具26が配設されている。この当接金具26には、その断面がV字状となる円錐状の凹部29が形成されている。また、ステージ部14の左側下部には、当接金具27が配設されている。この当接金具27には、その断面が略コの字状となる略半円柱状の凹部31が形成されている。そして、これらの凹部29、31の間には、鋼球28が配設されている。このため、自重により基部10上に載置されたステージ部14は、この支持部92により、基部10に対してステージ部14のX方向には移動可能であるが、Y、Z方向の移動を規制した状態で支持されることになる。
With reference to FIG. 1 and FIG. 4 (b), a contact fitting 26 is disposed on the upper left side of the
図2、図3および図4(c)を参照して、基部10における第1支持部材11の中央上部には当接金具32が配設されている。この当接金具32におけるステージ部14側の表面は、平坦面となっている。また、ステージ部14の裏面側中央上部には、その断面がV字状となる円錐状の凹部34が形成されている。そして、当接金具32の平坦面と凹部34の間には、鋼球33が配設されている。このため、自重により第1支持部材11側にもたれかけたステージ部14は、この支持部93により、基部10に対してステージ部14のX、Y方向には移動可能であるが、Z方向の移動を規制した状態で支持されることになる。
With reference to FIGS. 2, 3, and 4 (c), a
なお、図3に示すように、ステージ部14の上部には、何らかの理由でステージ部14が手前側に倒れることを防止するための転倒防止ボルト47が配設されている。また、同様にステージ部14が第1支持部91および第2支持部92から外れないように落下防止ボルト(図示しない)も配設されている。
As shown in FIG. 3, a
このような構成を有する第1支持部91、第2支持部92および第3支持部93によりステージ部14が支持されることにより、ステージ部14は、基部10から応力を受けることなく、その表面が鉛直方向に対して微小角度傾斜した状態で基部10に支持される。ここで、「基部から応力を受けることなく」とは、上述したような構成により、例えば温度変化による伸縮率の相違などにより、基部10またはステージ部14に歪みを生じた場合であっても、ステージ部14が基部10から歪みに基づく応力を受けないことをいう。
By supporting the
再度、図1乃至図3を参照して、ステージ部14の表面には、基板100の裏面と当接して基板100を案内する7個のガイドローラ41と、基板100の下端部と当接して基板100を案内する多数のガイドローラ42とが配設されている。
Referring again to FIGS. 1 to 3, the front surface of the
図5は、基板100とガイドローラ41、42との関係を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the
ガイドローラ41は、その外周面がステージ部14の表面から一部だけ突出する位置に配置されている。また、ガイドローラ42は、基板100の下端部を支持可能な位置に配設されている。ガイドローラ42には、基板100の下端部を確実に支持するための凹部44が形成されている。これらのガイドローラ41は、図示しない駆動手段により図5において実線で示す基板100の案内位置と、図5において仮想線で示す退避位置との間を移動可能となっている。
、再度、図1を参照して、ステージ部14の表面には、基板100の下端部と当接して基板100を昇降する4個の昇降ローラ43が配設されている。この昇降ローラ43は、その上端がガイドローラ42の上端より下方に配置される待機位置と、その上端がガイドローラ42の上端より上方に配置される支持位置との間を昇降する構成となっている。また、ステージ部14の表面には、図示しない多数の吸着孔が形成されている。
The
Referring again to FIG. 1, on the surface of the
ステージ部14に基板100を載置する場合には、昇降ローラ43を待機位置に配置した状態で、ガイドローラ41、42を図5において実線で示す基板100の案内位置に配置して、基板100をこれらのガイドローラ41、42により案内する。次に、昇降ローラ43を支持位置まで上昇させる。これにより、ガイドローラ42により支持されていた基板100は、昇降ローラ43により支持されることになる。この状態において、ガイドローラ41を図5において仮想線で示す基板100の案内位置に配置するとともに、ステージ部14の表面に形成された吸着孔より吸気を行う。これにより、基板100は、その下端部を昇降ローラ43に支持された状態で、ステージ部14に吸着保持される。
When the
上記ガイドローラ42および昇降ローラ43は、基板100の下端部を支持するための、本願発明における基板支持部材を構成する。
The
ステージ部14の表面には、X方向に延びる一対のガイドレール45が配設されている。架台15は、このガイドレール45に案内されてX方向に往復移動可能となっている。また、ステージ部14の表面には、一対のガイドレール45と平行に、一対のリニアスケール46が配設されている。架台15のX方向の位置は、一対のリニアスケール46により測定される。なお、リニアスケール46を一対配設しているのは、架台15のヨーイングを補正するためである。
A pair of
図1および図2に示すように、ステージ部14の上下両端部には、リニアモータの固定子51が配設されている。また、図2に示すように、架台15の裏面には、一対の可動子52が配設されている。架台15は、これらの固定子51および可動子52からなるリニアモータの駆動を受け、X方向に往復移動する構成となっている。
As shown in FIGS. 1 and 2,
図1に示すように、架台15の表面には、Y方向に延びる一対のガイドレール53が配設されている。撮像部18における移動部材17は、撮像ユニット16とともに、このガイドレール53に案内されてY方向に往復移動可能となっている。また、架台15には、一対のガイドレール53と平行に、図示を省略したリニアスケールが配設されている。撮像部18のY方向の位置は、このリニアスケールにより測定される。
As shown in FIG. 1, a pair of
架台15の表面には、リニアモータの固定子54が配設されている。また、撮像部18における移動部材17の裏面には、可動子が配設されている。撮像部18は、これらの固定子54および可動子からなるリニアモータの駆動を受け、Y方向に往復移動する構成となっている。
A
図6は、撮像ユニット16の概要図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of the
この撮像ユニット16は、同軸落射照明により照射した基板100の画像を、高倍率用のCCDカメラ61または低倍率用のCCDカメラ62により撮影する構成となっている。
The
すなわち、光源63から出射された光は、一対のレンズ64を通過し、ハーフミラー65で反射された後、対物レンズ66を介してステージ部14の表面に吸着保持された基板100に照射される。そして、基板100の表面で反射した光は、対物レンズ66およびハーフミラー65を通過した後、ミラー67で反射され、ハーフミラー68に入射する。ハーフミラー68に入射した光のうちの半分は、ハーフミラー68を通過し、拡大光学系69を通過した後、CCDカメラ61に入射する。一方、ハーフミラー68に入射した光のうちの残り半分は、ハーフミラー68で反射され、ミラー71でさらに反射された後、CCDカメラ62に入射する。
That is, the light emitted from the
以上のような構成を有する測長機により、基板100におけるパターンの測長を行う場合においては、基板100をステージ部14に吸着保持させた状態で、撮像ユニット16により基板100上の2点を撮影する。そして、撮像部18のX方向の移動量をリニアスケール46により、また、撮像部18のY方向の移動量を架台15に設けたリニアスケールにより測定することで、2点間の距離を演算する。
When measuring the pattern on the
このとき、ステージ部14は、基部10から応力を受けることなく、その表面が鉛直方向に対して微小角度傾斜した状態で基部10に支持されており、架台15が応力を受けないステージ部14により左右方向に案内され、さらに、撮像部16か架台15上を上下方向に移動することから、基板100が大型化した場合においても、装置のフットスペースを小さくしながら、基板100の測定を正確に実行することが可能となる。
At this time, the
なお、上述した実施形態においては、基板100を撮像ユニット16の光源63により照明して、基板100の表面での反射光を撮像する構成を採用している。しかしながら、ステージ部14を透過性の材料で構成し、あるいは、ステージ部14の中央に開口部を形成することにより、基板100を透過した光を撮像する構成を採用してもよい。
In the above-described embodiment, a configuration is adopted in which the
さらに上述した実施形態においては、基板100における2点間の距離等を測定する測長機にこの発明を適用しているが、基板の検査装置等の、その他の基板測定装置にこの発明を適用してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a length measuring machine that measures the distance between two points on the
10 基部
11 第1支持部材
12 第2支持部材
13 ベース部材
14 ステージ部
15 架台
16 撮像ユニット
17 移動部材
18 撮像部
21 当接金具
22 当接金具
23 鋼球
24 凹部
25 凹部
26 当接金具
27 当接金具
28 鋼球
29 凹部
31 凹部
32 当接金具
33 鋼球
34 凹部
41 ガイドローラ
42 ガイドローラ
43 昇降ローラ
45 ガイドレール
46 リニアスケール
47 転倒防止ベルト
51 固定子
52 可動子
53 ガイドレール
54 可動子
61 CCDカメラ
62 CCDカメラ
66 対物レンズ
91 第1支持部
92 第2支持部
93 第3支持部
100 基板
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記基部から応力を受けることなく、その表面が鉛直方向に対して微小角度傾斜した状態で、前記基部に支持されるステージ部と、
測定を行うべき基板の下端部を支持するための前記ステージ部の下方に配設された基板支持部材と、
前記ステージ部の上部と下部とに設けられた案内部材に案内されることにより、前記ステージ部の表面に沿って左右方向に移動可能な架台と、
前記架台に設けられた案内部材に案内されることにより、前記架台に沿って上下方向に移動可能な撮像部と、
を備えたことを特徴とする基板測定装置。 The base,
Without receiving stress from the base, in a state where the surface is inclined by a small angle with respect to the vertical direction, a stage portion supported by the base,
A substrate support member disposed below the stage portion for supporting the lower end of the substrate to be measured;
A platform that is movable in the left-right direction along the surface of the stage part by being guided by guide members provided on the upper part and the lower part of the stage part,
By being guided by a guide member provided on the gantry, an imaging unit capable of moving in the vertical direction along the gantry,
A substrate measuring apparatus comprising:
前記ステージ部の表面をX、Y方向とする3軸の座標系を設定したときに、
前記基部は、
前記基部に対して前記ステージ部のX、Y、Z方向の移動を規制した状態で前記ステージ部を支持する第1支持部と、
前記基部に対して前記ステージ部のY、Z方向の移動を規制した状態で前記ステージ部を支持する第2支持部と、
前記基部に対して前記ステージ部のZ方向の移動を規制した状態で前記ステージ部を支持する第3支持部と、
を備える基板測定装置。 In the board | substrate measuring apparatus of Claim 1,
When setting a three-axis coordinate system in which the surface of the stage portion is in the X and Y directions,
The base is
A first support part that supports the stage part in a state in which movement of the stage part in the X, Y, and Z directions is restricted with respect to the base part;
A second support part for supporting the stage part in a state where movement of the stage part in the Y and Z directions is restricted with respect to the base part;
A third support part for supporting the stage part in a state where movement of the stage part in the Z direction is restricted with respect to the base part;
A substrate measuring apparatus comprising:
前記ステージ部に配設され、前記架台の位置を測定するリニアスケールと、
前記架台に配設され、前記撮像部の位置を測定するリニアスケールと、
を備える基板測定装置。
In the board | substrate measuring apparatus of Claim 1 or Claim 2,
A linear scale disposed on the stage unit for measuring the position of the gantry;
A linear scale that is disposed on the mount and measures the position of the imaging unit;
A substrate measuring apparatus comprising:
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