基板的两面形状测量装置和基板的两面形状测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术是基板的两面形状测量装置，测量装置主体具有：在金属制底座上的一个端部大致配置成垂直状态的立式平台的基准平面；与其大致平行地保持被测基板的保持机构；以及位移计扫描立柱。上述位移计扫描立柱具有安装第一（第二）位移计的第一空气活塞、以及安装第三位移计的第二空气活塞，沿一对Ｖ形沟槽在水平轴方向上移动。并且，第一（第二）空气活塞在垂直轴方向上移动。利用上述第一（第二）位移计的扫描来测量被测基板的板面的一面的表面形状，同时利用上述第三位移计的扫描来测量上述板面的另一面的表面形状。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基板的两面形状测量装置及基板的两面形状测量方法，能够对基板的两面形状成为重要因素的被测基板、例如大型液晶用石英玻璃制的光掩模等的基板的表面和背面的两面形状进行高精度地测量。
技术介绍
例如，在液晶显示器基板的TFT(薄膜晶体管)阵列的制造中，由形成在光掩模表面上的遮光膜构成的光掩模图形，利用光刻技术进行曝光投影，复制图形在母板玻璃上。并且，利用所谓该光刻技术的加工技术在上述母板玻璃上形成TFT阵列。同样，液晶显示器基板的滤色片也利用所谓染料浸渍法的光刻法来制造。在TFT阵列侧及滤色片侧的某一种制造中也需要大型的光掩模。并且，为了实施高精度的图形复制，这些大型光掩模的材料主要采用线膨胀系数小的合成石英玻璃。制造上述液晶显示器基板用的母板玻璃越来越要求大型化，随之，要求上述石英玻璃制光掩模更加大型化。并且，现在，已开始使用1500mm×1500mm尺寸以上的大型光掩模。在此，该大型光掩模的板厚为10mm～20mm。在上述大型化的光掩模中，在光掩模的整个面上形成上述掩模图形的表面的平整度成为重要因素。并且，在每个光掩模中需要测量其表面的平整度、选择基准范围内的掩模的严格的品质管理。因此，作为测量上述大型光掩模表面平整度的装置，至今已提出了各种方案(例如特开平3-90805号公报、特开2000-55641号公报)。并且，其一部分已经实际应用，用于管理上述大型光掩模那样的被测基板的平整度。另一方面，上述液晶显示器基板从VGA到SVGA、XGA、SXGA、UXGA、QXGA日益向高精细化发展，再者，利用低温多晶硅来形成上述TFT，并且在母板玻璃的外周部与显示器的像素分别形成驱动器用IC的方法也被实用化。并且，随之，越来越要求提高TFT阵列侧的图形复制精度，尤其是提高上述图形曝光投影中的重叠精度。上述光刻中的图形复制的高精度化需要对光掩模整个面上的上述光掩模表面的平整度、以及与其对置的光掩模面(所谓光掩模的背面)的平整度进行严格的质量管理。对此，参照图8进行说明。这里，图8A是光掩模101的表面102为凸形状、背面103的形状比较平整的情况。图8B是光掩模101的表面102的形状比较平整，背面103呈凹形状的情况。如图8A所示若在光掩模101表面上有凸形状，则从光掩模101的背面103侧射入的实线曝光光104由于其表面102的凸形状而造成折射，对母板玻璃105表面的感光膜(无图示)进行曝光。由于该曝光光104折射，在图形复制中复制位置产生偏差。这里，图中的虚线表示没有上述凸形状，光直行的理想的光路。因此，如上所述，提高光掩模表面的平整度，使其接近理想的光路，提高上述TFT阵列侧的图形复制的精度。并且，在图8B的情况下，其程度较小但产生与图8A时一样的情况。如图8B所示，若曝光光104从具有凹形状的背面103侧射入，则其光路在此折射后到达表面102。并且，在表面102上上述折射程度减轻，对母版玻璃105表面的感光膜(无图示)进行曝光。因此，在此情况下，虽然该偏差比图8A时小，也仍然产生上述图形复制的复制位置的偏差。再者，若需要上述液晶显示器的高精细化或者由于驱动器用IC的混合安装而需要上述图形复制的高精度化，则光掩模背面的凹凸形状所造成的图形复制位置偏差成为突出的问题。因此，要求提高光掩模背面的平整度，使其接近理想光路，必须对其平整度进行严格的质量管理。然而，能够同时高精度地测量上述大型液晶用光掩模的表面形状和背面的形状的两面形状测量装置，或者以简便而且高精度来测量其两面形状或两面的平整度的方法尚未开发成功。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供，不仅限于上述液晶用光掩模而在基板的两面形状成为重要因素的被测基板中能够高精度地测量其表面和背面的两面形状。为了达到上述目的，涉及本专利技术的基板的两面形状测量装置，其特征在于，具有平台，配置成平台的基准平面成为大致垂直状态；保持机构，保持被测基板使被测基板的板面与上述基准平面大致平行；第一位移计和第二位移计，配置在上述平台的基准平面和由上述保持机构保持的上述被测基板的板面的一面之间，能够在垂直面内扫描，在上述扫描的同时，该第一位移计测量与上述平台的基准平面的距离，该第二位移计测量与上述被测基板的板面的一面的距离；第三位移计，配置在与上述板面的一面相对置的另一面侧，能够在垂直面内扫描，在上述扫描的同时测量与上述板面的另一面的距离；以及运算机构，根据上述各位移计的测量结果运算被测基板的表面形状。在上述专利技术中，在能够沿上述基准平面中的垂直轴方向移动的第一Y轴移动机构上安装有第一位移计和第二位移计，在与上述第一Y轴移动机构独立地能够沿上述基准平面的垂直轴方向移动的第二Y轴移动机构上安装有上述第三位移计，上述第一Y轴移动机构和上述第二Y轴移动机构安装在能够沿上述基准平面的水平轴方向移动的X轴移动机构上。由于采用上述结构，在上述X轴移动机构和2个Y轴移动机构的移动运动中，能够获得非常高的直线性和高的定位精度。从而，上述第一位移计、第二位移计和第三位移计能够相对于平台的基准平面高精度地进行准确的扫描。并且，能够将上述基准平面作为基准面，同时且高精度地测量被测基板的一面和另一面的形状。利用本专利技术的良好实施方式，上述第一Y轴移动机构和上述第二Y轴移动机构由滚珠丝杆和与其相结合的滑块构成，上述X轴移动机构由V-V滚动导轨或者V-V滑动导轨构成。采用空气活塞作为上述滑块，能够防止用滚珠丝杠定位时的振动造成精度下降。并且，按照本专利技术的良好实施方式，上述第一位移计、第二位移计和第三位移计由非接触激光位移计构成。并且，本专利技术的基板的两面形状测量方法的特征在于，将平台的基准平面配置成大致垂直状态；对上述被测基板进行支承，使被测基板的板面与上述基准平面大致平行；并且，使与上述基准平面相对置配置的第一位移计、和与上述被测基板的板面的一面侧相对置配置的第二位移计，在上述基准平面和上述被测基板的板面的一面侧之间的垂直面内进行扫描，测量上述板面的一面和上述基准平面的距离，同时，使与另一面侧相对置而配置的第三位移计进行扫描，测量上述板面的另一面和上述基准平面的距离，对上述被测基板的一面和另一面的表面形状进行测量，上述另一面侧与上述板面的一面相对置。在上述基板的两面形状测量方法的专利技术中构成为，预先在上述第二位移计和上述第三位移计之间配置具有预定板厚的基准块，利用上述第一位移计和第二位移计来测量上述基准块的一面和上述平台的基准平面的距离(A1+A2+L0)，利用上述第三位移计来测量与上述基准块的另一面的距离(A3)，测量上述第三位移计和上述平台的基准平面的距离(A0)。若采用上述构成，则能够很简便地而且在短时间内高精度地测量如大型液晶用光掩模那样的大型被测基板的两面形状。并且，能够高精度地求出上述被测基板的一面和另一面的两面的平整度。在本专利技术的良好实施方式中，使上述第一位移计、第二位移计和第三位移计同步进行扫描。并且，在基板的两面形状测量方法的专利技术中，由于利用上述第一位移计和第二位移计来测量上述被测基板的板面的一面和上述基准平面的距离，以及利用上述第三位移计来测量上述板面的另一面和上述基准平面的距离，从而能够很简便地测量上述被测基板的形状。通过采用本专利技术，能够在基板的两面形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板的两面形状测量装置，其特征在于，具有：平台，配置成平台的基准平面成为大致垂直状态；保持机构，保持被测基板使被测基板的板面与上述基准平面大致平行；第一位移计和第二位移计，配置在上述平台的基准平面和由上述保持机构 保持的上述被测基板的板面的一面之间，能够在垂直面内扫描，在上述扫描的同时，该第一位移计测量与上述平台的基准平面的距离，该第二位移计测量与上述被测基板的板面的一面的距离；第三位移计，配置在与上述板面的一面相对置的另一面侧，能够在垂直面 内扫描，在上述扫描的同时测量与上述板面的另一面的距离；以及运算机构，根据上述各位移计的测量结果运算被测基板的表面形状。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：秋山重隆，田中辰一，秋山贵信，上田胜宣，喜多康之，
申请(专利权)人：东芝机械株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]