测量装置、涂布装置及膜厚测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种测量基板上的透明材料的膜厚的方法。在基板上，将第一对象物(透明材料)涂布到第一基板表面上，并将第二对象物(透明材料)涂布到第二基板表面上。该方法包括：测量第一对象物的前表面相对于第一基板表面在未涂布第一对象物的位置处的第一相对高度；测量第一对象物的前表面相对于第一对象物的后表面的第二相对高度；基于第一相对高度和第二相对高度计算透明材料的折射率(S10)。该方法还包括使用第二对象物的前表面相对于第二对象物的后表面的第三相对高度以及计算出的折射率来测量第二对象物的膜厚(S20)。

Measuring Device, Coating Device and Film Thickness Measuring Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量装置、涂布装置及膜厚测定方法
本专利技术涉及测量装置、涂布装置以及膜厚测定方法，特别地涉及对涂布的透明材料的膜厚进行检测用的技术。
技术介绍
已知有通过使用尖端直径为数十微米的涂布针和具有数微米到数十微米的光斑直径的激光束来进行精确加工和校正显微图案的技术(专利文献1至3)。其中，使用涂布针的加工技术可以涂布粘度相对较高的材料。因此，使用涂布针的加工技术也用于形成不小于10μm的相对较厚的膜，以形成例如MEMS(微机电系统)和传感器之类的半导体器件的电子电路图案等。此外，近年来，电子部件的布线图案变得越来越精细，并且这种加工技术也已经应用于需要更高可靠性的领域，并且期望检查所涂布材料的膜厚和体积。现有技术专利文献专利文献1：日本专利特开2007-268354号专利文献2：日本专利特开2009-122259号专利文献3：日本专利特开2009-237086号专利文献4：日本专利特开2008-286630号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题作为检测透明材料的膜厚的方法，已知日本专利特开No.2008-286630号(专利文献4)中描述的使用白光干涉测量法的检测方法。白光干涉测量法是使用白光干涉仪观察由从透明材料的前表面反射的光产生的干涉光和由从透明材料的后表面反射的光产生的干涉光，并且基于各干涉光的干涉光强度(测量膜厚t')的峰值之间的距离与透明材料的折射率(n)，根据下面的公式(1)计算实际的膜厚(t)：t＝t’/n…(1)在专利文献4中描述的方法中，需要预先知道材料的折射率n。因此，有必要预先询问所用材料的制造商关于折射率的信息，或者准备用于测量折射率的单独设备。另外，当混合使用多种材料时，据知折射率会随着混合比的不同而变化。折射率也可能随着诸如温度和湿度等使用环境的变化而变化，。因此，为了准确且快速地检测膜厚，需要在接近实际膜厚测量的条件下获得折射率。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于快速且高精度地测定所涂布的透明材料的膜厚。解决技术问题所采用的技术方案根据本专利技术的测量装置被配置成测量涂布到基板表面上的透明材料的对象物的膜厚。测量装置包括：配置成发射白光的光源；物镜；成像设备；定位设备；以及控制设备。该物镜配置成将从光源发出的白光分成两束，用两束中的一束照射对象物并用另一束照射参考表面，使对象物反射的光和参考表面反射的光之间发生干涉，从而获得干涉光。该成像设备被配置成拍摄由物镜获得的干涉光的图像。该定位设备被配置成使物镜相对于对象物沿光轴方向移动。该控制设备被配置成控制光源、成像设备以及定位设备，并基于成像设备拍摄的图像中的干涉光的峰值强度来测量对象物的高度。第一对象物被涂布到第一基板表面上，第二对象物被涂布到第二基板表面上。该控制设备被配置成基于第一对象物的前表面相对于第一基板表面在未涂布第一对象物的位置处的第一相对高度、以及第一对象物的前表面相对于第一对象物的后表面的第二相对高度来计算透明材料的折射率。该控制装置被配置成使用第二对象物的前表面相对于第二对象物的后表面的第三相对高度以及计算出的折射率来测量第二对象物的膜厚。优选地，第一基板表面和第二基板表面在不同的基板上。优选地，第一基板表面和第二基板表面在相同的基板上。根据本专利技术的涂布装置包括：用于将透明材料涂布到基板表面上的涂布机构；以及上述的测量装置。优选地，涂布机构包括涂布针。透明材料粘附在涂布针的尖端部分上。该涂布针的尖端部分或粘附在该涂布针的尖端部分的透明材料与基板表面相接触，从而将透明材料涂布到基板表面上。优选地，控制设备被配置成在通过涂布机构将透明材料涂布到第二基板表面上之后，在基板保持固定的情况下测量第二对象物的膜厚。本专利技术涉及一种测量涂布到基板表面上的透明材料的对象物的膜厚的方法。第一对象物被涂布到第一基板表面上，第二对象物被涂布到第二基板表面上。该方法包括：测量第一对象物的前表面相对于第一基板表面在未涂布第一对象物的位置处的第一相对高度；测量第一对象物的前表面相对于第一对象物的后表面的第二相对高度；基于第一相对高度和第二相对高度计算透明材料的折射率；使用第二对象物的前表面相对于第二对象物的后表面的第三相对高度以及计算出的折射率来测量第二对象物的膜厚。优选地，使用白光干涉测量法来对第一至第三相对高度进行测量。专利技术的有益效果根据本专利技术，可以快速且高精度地测量涂布到基板表面上的透明材料的膜厚。附图说明图1是示出作为本实施例的典型示例的包括测量膜厚功能的微观涂布装置的整体结构的透视图。图2是表示观察光学系统以及涂布机构的主体部分的透视图。图3(A)至图3(C)示出了当从图2中的A方向观察时的主体部分的图。图4是观察光学系统的光学元件的配置图。图5是用于说明使用白光干涉测量法测量膜厚的原理的图。图6是用于说明测量透明材料的折射率的方法的第一图。图7是用于说明测量透明材料的折射率的方法的第二图。图8是用于说明测量涂布材料的膜厚的方法的图。图9是表示本实施例中的膜厚测量的整体工序的流程图。图10是用于说明图9的S10中的折射率计算处理详细的流程图。图11是用于说明图9的S20中的膜厚测量处理详细的流程图。图12是根据本实施例的仅膜厚测量装置的示意性配置图。具体实施方式下面将参考附图对本专利技术的实施例进行说明。[整体配置]图1是示出作为本实施例的典型示例的包括测量膜厚功能的微观涂布装置1的整体结构的透视图。参照图1，微观涂布装置1包括：涂布头部，其包括观察光学系统2、CCD(电荷耦合元件)相机3、切割激光装置4、涂布机构5以及用于固化的光源6；Z载台8，其配置成使涂布头部相对于待涂布的基板7沿垂直方向(Z轴方向)移动；X载台9，其配置成在其上安装Z载台8并使Z载台8沿X轴方向移动；Y载台10，其配置成在其上安装基板7并使基板7沿Y轴方向移动；控制计算机11，用于控制微观涂布装置1的整体操作；监视器12，用于显示CCD相机3拍摄的图像等；操作面板13，通过操作面板13向控制计算机11输入来自操作者的指令。观察光学系统2包括光源，该光源用于照明并观察基板7的表面状态和由涂布机构5涂布的透明材料的状态。由观察光学系统2观察到的图像由CCD相机3转换成电信号并显示在监视器12上。切割激光装置4用激光束通过观察光学系统2并照射基板7，以去除金属膜等。涂布机构5将例如粘合剂等的透明材料形成于基板7上。用于固化的光源6包括例如CO2激光器，并且用激光束照射由涂布机构5涂布的透明材料以固化透明材料。微观涂布装置1的结构是一个例子，并且微观涂布装置1例如可以具有称为“龙门式”的结构，其上安装有观察光学系统2等的Z载台8安装在X载台9上，并且X载台9安装在Y载台10上，Z载台8可沿X-Y方向。移动微观涂布装置1可以具有任何结构，只要其上安装有观察光学系统2等的Z载台8可相对于基板7在X-Y方向上移动即可。接着，对包括多个涂布针18的涂布机构5的示例进行说明。图2是示出观察光学系统2和涂布机构5的主体部分的透视图。参照图2，观察光学系统2和涂布机构5包括可移动板15、具有不同放大率的多个(例如，5个)物镜16、以及用于涂布不同类型透明材料的多个(例如，5个)涂布单元17。提供可移动板15以便可在观察光学系统2的观察镜筒2a的下端与基板7之间沿X本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量装置，该测量装置被配置成测量涂布到基板表面上的透明材料的对象物的膜厚，其特征在于，包括：配置成发射白光的光源；物镜，该物镜配置成将从所述光源发射出的白光分成两束，用两束中的一束照射所述对象物并用另一束照射参考表面，以使所述对象物反射的光和所述参考表面反射的光之间发生干涉，从而获得干涉光；成像设备，该成像设备配置成拍摄由所述物镜获得的干涉光的图像；定位设备，该定位设备配置成相对于所述对象物沿光轴方向移动所述物镜；以及控制设备，该控制设备配置成控制所述光源、所述成像设备以及所述定位设备，并基于所述成像设备拍摄的图像中的干涉光的峰值强度来测量所述对象物的高度，第一对象物被涂布到第一基板表面上，第二对象物被涂布到第二基板表面上，所述控制设备被配置成：基于所述第一对象物的前表面相对于所述第一基板表面在未涂布所述第一对象物的位置处的第一相对高度、以及所述第一对象物的前表面相对于所述第一对象物的后表面的第二相对高度来计算所述透明材料的折射率；以及使用所述第二对象物的前表面相对于所述第二对象物的后表面的第三相对高度以及计算出的所述折射率，来测量所述第二对象物的膜厚。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.27 JP 2016-2539011.一种测量装置，该测量装置被配置成测量涂布到基板表面上的透明材料的对象物的膜厚，其特征在于，包括：配置成发射白光的光源；物镜，该物镜配置成将从所述光源发射出的白光分成两束，用两束中的一束照射所述对象物并用另一束照射参考表面，以使所述对象物反射的光和所述参考表面反射的光之间发生干涉，从而获得干涉光；成像设备，该成像设备配置成拍摄由所述物镜获得的干涉光的图像；定位设备，该定位设备配置成相对于所述对象物沿光轴方向移动所述物镜；以及控制设备，该控制设备配置成控制所述光源、所述成像设备以及所述定位设备，并基于所述成像设备拍摄的图像中的干涉光的峰值强度来测量所述对象物的高度，第一对象物被涂布到第一基板表面上，第二对象物被涂布到第二基板表面上，所述控制设备被配置成：基于所述第一对象物的前表面相对于所述第一基板表面在未涂布所述第一对象物的位置处的第一相对高度、以及所述第一对象物的前表面相对于所述第一对象物的后表面的第二相对高度来计算所述透明材料的折射率；以及使用所述第二对象物的前表面相对于所述第二对象物的后表面的第三相对高度以及计算出的所述折射率，来测量所述第二对象物的膜厚。2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一基板表面和所述第二基板表面在不同的基板上。3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一基...

【专利技术属性】
技术研发人员：大庭博明，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP