(57)【要約】【課題】インプリントモールドやブランクス基板の凸構造部等のようなエッチングにより形成される構造体（エッチング構造体）の寸法を高い精度で、かつ容易に測定することのできる寸法測定装置を提供する。【解決手段】エッチングにより形成されるエッチング構造体の寸法を測定する寸法測定装置は、少なくともエッチング構造体の一部の近傍を撮像可能な撮像部と、撮像部による撮像結果に基づいてエッチング構造体の寸法を測定する寸法測定部とを備え、撮像部は、エッチング構造体の寸法を測定するための指標となる指標マークをエッチング構造体とともに撮像し、寸法測定部は、指標マークを指標としてエッチング構造体の寸法を測定する。【選択図】図１
2020165785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチングにより形成されるエッチング構造体の寸法を測定する装置であって、
少なくとも前記エッチング構造体の一部の近傍を撮像可能な撮像部と、
前記撮像部による撮像結果に基づいて前記エッチング構造体の寸法を測定する寸法測定部と
を備え、
前記撮像部は、前記エッチング構造体の寸法を測定するための指標となる指標マークを前記エッチング構造体とともに撮像し、
前記寸法測定部は、前記指標マークを指標として前記エッチング構造体の寸法を測定する
寸法測定装置。
【請求項２】
前記エッチング構造体は、透明であり、
前記指標マークが形成されている指標板を、当該指標板における前記指標マークの形成されている面と前記エッチング構造体とを対向させるようにして配置し、前記指標マーク及び前記エッチング構造体の一部の近傍が前記撮像部により撮像される
請求項１に記載の寸法測定装置。
【請求項３】
前記撮像部は、所定の間隔で配置された複数の前記指標マークを前記エッチング構造体とともに撮像し、
前記寸法測定部は、前記指標マークの間隔を基準として前記エッチング構造体の寸法を測定する
請求項１又は２に記載の寸法測定装置。
【請求項４】
前記エッチング構造体は平面視略方形状であり、
前記複数の指標マークは、第１指標マークと、前記第１指標マークから第１方向に前記所定の間隔で配置された第２指標マークと、前記第１指標マークから前記第１方向に直交する第２方向に前記所定の間隔で配置された第３指標マークとを含み、
前記撮像部は、前記エッチング構造体の一つの角部を構成する２辺のそれぞれを前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに実質的に平行に並列させるようにして、前記第１指標マーク、前記第２指標マーク及び前記第３指標マークを前記エッチング構造体とともに撮像する
請求項３に記載の寸法測定装置。
【請求項５】
前記撮像部は、前記指標マークと前記エッチング構造体とが所定の間隔になるまで両者を近接させた状態で撮像する
請求項１〜４のいずれかに記載の寸法測定装置。
【請求項６】
前記所定の間隔は、前記エッチング構造体の高さの２倍〜７００μｍである
請求項５に記載の寸法測定装置。
【請求項７】
前記指標マークと前記エッチング構造体との近接を検出する近接センサをさらに備え、
前記指標マークと前記エッチング構造体とは、前記近接センサによる検出結果に基づいて前記所定の間隔まで近接される
請求項５又は６に記載の寸法測定装置。
【請求項８】
前記指標マークの平面視形状は、略円形状である
請求項１〜７のいずれかに記載の寸法測定装置。
【請求項９】
前記エッチング構造体が、第１面及びそれに対向する第２面を有する基部と、前記基部の前記第１面から突出する凸構造部とを備え、インプリントモールドを製造するために用いられるブランクス基板における前記凸構造部である
請求項１〜８のいずれかに記載の寸法測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エッチングにより形成されるエッチング構造体の寸法を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細加工技術として知られているナノインプリント技術は、基材の表面に微細凹凸パターンが形成されてなるインプリントモールドを用い、当該微細凹凸パターンを被加工物に転写することで微細凹凸パターンを等倍転写するパターン形成技術である。
【０００３】
ナノインプリント技術において一般に用いられるインプリントモールドは、例えば、基材と、基材の表面から突出する凸構造部と、凸構造部の上面に形成されてなる微細凹凸パターンとを備えるものが知られている。このインプリントモールドにおける凸構造部は、一般に、第１面及びそれに対向する第２面を有する平板状の基材の第１面に形成された、凸構造部に対応するマスクパターンを用いて、フッ酸等をエッチャントとして用いたウェットエッチング処理を施すことで形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４４５７１４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２７９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に記載のインプリントモールドの製造方法のように、基材の第１面から突出する凸構造部を形成するにあたり、凸構造部に対応するマスクパターンを用いたウェットエッチング処理を当該基材に施すと等方性にエッチングが進行するため、マスクパターンに被覆されている基材に対する横方向へのエッチング（サイドエッチング）が進行する。すなわち、マスクパターンの大きさよりも小さい上面部を有する凸構造部が形成されることになる。
【０００６】
上記のようなサイドエッチングによる寸法変動（サイドエッチング量）を見越して、凸構造部の上面部の設計サイズよりも大きいマスクパターンが形成される。しかし、サイドエッチング量は、そのときのエッチング条件（例えば、エッチャントの温度や濃度、エッチャントの循環速度等）に応じて変動するため、サイドエッチング量を正確に把握するのは極めて困難である。近年、上記インプリントモールドの凸構造部の上面部の寸法精度に対する要求が厳しくなってきている一方で、凸構造部の上面部の寸法管理が困難であり、インプリントモールドの歩留りを低下させる一因となっている。
【０００７】
上記課題に鑑みて、本開示は、インプリントモールドやブランクス基板の凸構造部等のようなエッチングにより形成される構造体（エッチング構造体）の寸法を高い精度で、かつ容易に測定することのできる寸法測定装置を提供することを一目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本開示の一実施形態として、エッチングにより形成されるエッチング構造体の寸法を測定する装置であって、少なくとも前記エッチング構造体の一部の近傍を撮像可能な撮像部と、前記撮像部による撮像結果に基づいて前記エッチング構造体の寸法を測定する寸法測定部とを備え、前記撮像部は、前記エッチング構造体の寸法を測定するための指標となる指標マークを前記エッチング構造体とともに撮像し、前記寸法測定部は、前記指標マークを指標として前記エッチング構造体の寸法を測定する寸法測定装置が提供される。
【０００９】
上記寸法測定装置において、前記エッチング構造体は、透明であり、前記指標マークが形成されている指標板を、当該指標板における前記指標マークの形成されている面と前記エッチング構造体とを対向させるようにして配置し、前記指標マーク及び前記エッチング構造体の一部の近傍が前記撮像部により撮像されればよい。
【００１０】
上記寸法測定装置において、前記撮像部は、所定の間隔で配置された複数の前記指標マークを前記エッチング構造体とともに撮像し、前記寸法測定部は、前記指標マークの間隔を基準として前記エッチング構造体の寸法を測定することができる。
【００１１】
上記寸法測定装置において、前記エッチング構造体は平面視略方形状であり、前記複数の指標マークは、第１指標マークと、前記第１指標マークから第１方向に前記所定の間隔で配置された第２指標マークと、前記第１指標マークから前記第１方向に直交する第２方向に前記所定の間隔で配置された第３指標マークとを含み、前記撮像部は、前記エッチング構造体の一つの角部を構成する２辺のそれぞれを前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに実質的に平行に並列させるようにして、前記第１指標マーク、前記第２指標マーク及び前記第３指標マークを前記エッチング構造体とともに撮像すればよい。
【００１２】
上記寸法測定装置において、前記撮像部は、前記指標マークと前記エッチング構造体とが所定の間隔になるまで両者を近接させた状態で撮像すればよく、前記所定の間隔は、前記エッチング構造体の高さの２倍〜７００μｍであればよい。
【００１３】
上記寸法測定装置において、前記指標マークと前記エッチング構造体との近接を検出する近接センサをさらに備え、前記指標マークと前記エッチング構造体とは、前記近接センサによる検出結果に基づいて前記所定の間隔まで近接されればよく、前記指標マークの平面視形状は、略円形状であればよい。
【００１４】
上記寸法測定装置において、前記エッチング構造体が、第１面及びそれに対向する第２面を有する基部と、前記基部の前記第１面から突出する凸構造部とを備え、インプリントモールドを製造するために用いられるブランクス基板における前記凸構造部であればよい。
【発明の効果】
【００１５】
本開示によれば、インプリントモールドやブランクス基板の凸構造部等のようなエッチングにより形成される構造体（エッチング構造体）の寸法を高い精度で、かつ容易に測定することのできる寸法測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本開示の一実施形態に係る寸法測定装置の一態様の構成を概略的に示す概略側面図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態における寸法測定対象物であるブランクス基板の概略構成を示す切断端面図である。
【図３】図３は、本開示の一実施形態における指標板の一態様の概略構成を示す平面図である。
【図４】図４は、本開示の一実施形態における指標板の他の態様の概略構成を示す平面図である。
【図５】図５は、本開示の一実施形態における指標マークの概略構成を示す部分拡大平面図である。
【図６】図６は、本開示の一実施形態における指標マークの一態様の概略構成を示す切断他面図である。
【図７】図７は、本開示の一実施形態における指標マークの他の態様の概略構成を示す切断他面図である。
【図８】図８は、本開示の一実施形態に係る寸法測定装置の他の態様の構成を概略的に示す概略側面図である。
【図９】図９は、本開示の一実施形態に係る寸法測定装置の撮像部において撮像・取得された画像を並列させた様子を示す平面図である。
【図１０】図１０は、本開示の一実施形態に係る寸法測定装置の寸法測定部において凸構造部の寸法を測定する方法を概念的に示す平面図である。
【図１１】図１１は、本開示の一実施形態における指標板の他の態様の概略構成を示す部分拡大平面図である。
【図１２】図１２は、本開示の一実施形態に係る寸法測定装置の撮像部において撮像・取得された画像を並列させた様子を示す平面図である。
【図１３】図１３は、本開示の一実施形態に係る寸法測定装置の寸法測定部において凸構造部の寸法を測定する方法を概念的に示す平面図である。
【図１４】図１４は、本開示の一実施形態におけるエッチングシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、本開示の一実施形態における寸法測定対象物であるインプリントモールドの概略構成を示す切断端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
当該図面においては、理解を容易にするために、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更したり、誇張したりして示している場合がある。本明細書等において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値及び上限値として含む範囲であることを意味する。本明細書等において、「フィルム」、「シート」、「板」等の用語は、呼称の相違に基づいて相互に区別されない。例えば、「板」は、「シート」、「フィルム」と一般に呼ばれ得るような部材をも含む概念である。
【００１８】
本実施形態に係る寸法測定装置１は、エッチングにより形成されるエッチング構造体の寸法を測定するために用いられるものである。寸法測定の対象物であるエッチング構造体として、インプリントモールドを製造するために用いられるブランクス基板の凸構造部を例に挙げるが、これに限定されるものではない。本実施形態に係る寸法測定装置１の構成等を説明するのに先立ち、エッチング構造体としての凸構造部を有するブランクス基板の構成等について説明する。
【００１９】
本実施形態におけるブランクス基板１０は、第１面１１Ａ及び当該第１面１１Ａに対向する第２面１１Ｂを有する基材１１と、基材１１の第１面１１Ａから突出する凸構造部１２と、第２面１１Ｂ側に形成されている窪み部１３とを備える（図２参照）。
【００２０】
基材１１としては、インプリントモールド製造用のブランクス基板１０として一般的なもの、例えば、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、蛍石基板、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、バリウムホウケイ酸ガラス、アミノホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等の無アルカリガラス基板等のガラス基板、ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板、ポリメチルメタクリレート基板、ポリエチレンテレフタレート基板等の樹脂基板、これらのうちから任意に選択された２以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板等を用いることができる。なお、本実施形態において「透明」とは、インプリント樹脂を硬化させ得る波長の光を透過可能であることを意味し、波長１５０ｎｍ〜４００ｎｍの光線の透過率が６０％以上であることを意味し、好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。
【００２１】
基材１１の平面視形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、略矩形状等が挙げられる。基材１１が光インプリント用として一般的に用いられている石英ガラス基板からなるものである場合、通常、基材１１の平面視形状は略矩形状である。
【００２２】
基材１１の大きさ（平面視における大きさ）も特に限定されるものではないが、基材１１が上記石英ガラス基板からなる場合、例えば、基材１１の大きさは１５２ｍｍ×１５２ｍｍ程度である。また、基材１１の厚さは、強度、取り扱い適性等を考慮し、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定され得る。
【００２３】
基材１１の第１面１１Ａから突出する凸構造部１２は、平面視において基材１１の略中央に設けられている。凸構造部１２の平面視における形状は、略矩形状である。凸構造部１２の大きさは、ブランクス基板１０から作製されるインプリントモールドを用いたインプリント処理により製造される製品等に応じて適宜設定されるものであり、例えば、３０ｍｍ×２５ｍｍ程度に設定される。
【００２４】
凸構造部１２の突出高さＴ１２（基材１１の第１面１１Ａと凸構造部１２の上面部１２１との間の基材１１の厚み方向に沿った長さ）は、本実施形態におけるブランクス基板１０、ひいてはそれから作製されるインプリントモールドが凸構造部１２を備える目的を果たし得る限り、特に制限されるものではなく、例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度に設定され得る。
【００２５】
凸構造部１２は、インプリントモールドの凹凸パターンが形成され得るパターン領域を有する、平面視略方形状の上面部１２１と、上面部１２１の外周縁部と基材１１の第１面１１Ａとの間に連続し、ラウンド形状の側面部１２２とを有する。
【００２６】
基材１１の第２面１１Ｂには、所定の大きさの窪み部１３が形成されている。窪み部１３が形成されていることで、本実施形態におけるブランクス基板１０から作製されるインプリントモールドを用いたインプリント処理時、特にインプリント樹脂との接触時やインプリントモールドの剥離時に、基材１１、特に凸構造部１２の上面部１２１を湾曲させることができる。その結果、凸構造部１２の上面部１２１とインプリント樹脂とを接触させるときに、凸構造部１２の上面部１２１に形成されている凹凸パターンとインプリント樹脂との間に気体が挟みこまれてしまうのを抑制することができ、また、インプリント樹脂に凹凸パターンが転写されてなる転写パターンからインプリントモールドを容易に剥離することができる。
【００２７】
窪み部１３の平面視形状は、略円形状であるのが好ましい。略円形状であることで、インプリント処理時、特に凸構造部１２の上面部１２１とインプリント樹脂とを接触させるときやインプリント樹脂からインプリントモールドを剥離するときに、インプリントモールドの凸構造部の上面部を、その面内において実質的に均一に湾曲させることができる。
【００２８】
窪み部１３の平面視における大きさは、窪み部１３を基材１１の第１面１１Ａ側に投影した投影領域内に、凸構造部１２が包摂される程度の大きさである限り、特に制限されるものではない。当該投影領域が凸構造部１２を包摂不可能な大きさであると、インプリントモールドの凸構造部の上面部の全面を効果的に湾曲させることができないおそれがある。
【００２９】
本実施形態に係る寸法測定装置１は、寸法測定対象物であるエッチング構造体としての凸構造部１２を有するブランクス基板１０を実質的に水平に載置するステージ２と、凸構造部１２の寸法を測定するための指標となる指標マークＬＭを有する指標板３と、ステージ２上に載置されたブランクス基板１０及び指標板３の間の距離を検知する変位センサ４と、凸構造部１２の一部の近傍を指標マークＬＭとともに撮像可能な撮像部５と、撮像部５により撮像された画像に基づいて凸構造部１２の寸法を測定する寸法測定部６１を含む、寸法測定装置１の各種動作を制御する制御部６とを備える（図１参照）。
【００３０】
指標板３は、指標マークＬＭが設けられている第１面３１Ａ及び第１面３１Ａに対向する第２面３１Ｂを有する基部３１を備え、第１面３１Ａをステージ２上に載置されるブランクス基板１０（凸構造部１２）に対向させるように、かつステージ２（ブランクス基板１０）と実質的に平行になるように保持部（図示省略）に保持されている。指標板３は、ステージ２に対する鉛直方向に移動可能に保持部により保持される。指標板３としては、ブランクス基板１０と同様の透明基板を用いてもよいし、不透明な基板を用いてもよい。
【００３１】
本実施形態において、指標板３を構成する基部３１の第１面３１Ａには、４つの指標マークＬＭが設けられている（図３参照）。各指標マークＬＭは、指標板３を凸構造部１２に近接させ、撮像部５により撮像されたときに、凸構造部１２の一部（凸構造部１２の角部Ｃを含む一部分）と１フレーム内に位置するように設けられている。４つの指標マークＬＭは、それらにより囲まれて画定される方形状の領域ＡＲが、凸構造部１２の上面部１２１を包含し得る大きさとなるように、基部３１の第１面３１Ａ上に設けられている。なお、指標マークＬＭは、上記領域ＡＲを画定可能である限りにおいて、一の対角に位置する２ヶ所に設けられていればよく、他の対角に位置する２ヶ所には設けられていなくてもよい。すなわち、指標板３には、少なくとも２つの指標マークＬＭが設けられていればよい（図４参照）。
【００３２】
指標マークＬＭは、第１指標マークＬＭ１、第１指標マークＬＭ１から第１方向ＤＲ１に沿って所定の間隔ＤＳ１２で離間した位置に設けられている第２指標マークＬＭ２と、第１指標マークＬＭ１から第２方向ＤＲ２に沿って所定の間隔ＤＳ１３で離間した位置に設けられている第３指標マークＬＭ３とを含む（図５参照）。第１方向ＤＲ１と第２方向ＤＲ２とは、互いに直交する。すなわち、指標マークＬＭは、全体として、第１指標マークＬＭ１を中心とするＬ字状に構成されている。上記領域ＡＲは、各第１指標マークＬＭ１を頂点とする方形状の領域として画定される。
【００３３】
第１指標マークＬＭ１と第２指標マークＬＭ２との間の間隔ＤＳ１２及び第１指標マークＬＭ１と第３指標マークＬＭ３との間の間隔ＤＳ１３は、凸構造部１２の寸法を測定するための基準となる長さである。これらの間隔ＤＳ１２，ＤＳ１３は、例えば１００μｍ〜７００μｍ程度に設定され得る。また、隣接する指標マークＬＭ（上記方形状の領域ＡＲの各頂点に位置する第１指標マークＬＭ１）間の長さＤＳ１１は、ブランクス基板１０の凸構造部１２を物理的に包含可能な大きさに適宜設定されることができ、例えば、２０ｍｍ〜３３ｍｍ程度に設定され得る。上記間隔ＤＳ１２，ＤＳ１３及び長さＤＳ１１と、撮像部５により取得される画像における隣接する指標マークＬＭ（第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２、第１指標マークＬＭ１及び第３指標マークＬＭ３）間の画素数との関係を利用して、凸構造部１２の寸法を測定することができる。すなわち、撮像部５による取得される画像における１画素の長さが規定される。なお、凸構造部１２の寸法の測定方法の詳細については、後述する。
【００３４】
指標マークＬＭ（第１〜第３指標マークＬＭ１〜ＬＭ３）は、指標板３を構成する基部３１の第１面３１Ａに形成されてなる凹凸構造であってもよいし（図６参照）、基部３１とは別個の材料（例えば金属クロム等）により構成されるパターン等であってもよい（図７参照）。
【００３５】
撮像部５は、所定の撮影対象領域内の画像を取得可能なものであって、例えばＣＣＤカメラ等であればよい。撮像部５は、各指標マークＬＭに対応する４箇所の位置にそれぞれ設けられていてもよいし、対角に位置する２つの指標マークＬＭに対応する２箇所の位置にそれぞれ設けられていてもよい。撮像部５は、制御部６の指示に従い、指標マークＬＭ及びその近傍に位置する凸構造部１２の一部（凸構造部１２の角部Ｃを含む一部分）の画像を取得する。
【００３６】
本実施形態において、撮像部５は、ステージ２の下方に位置しているが（図１参照）、この態様に限定されるものではなく、保持部に保持されている指標板３の基部３１の第２面３１Ｂ側に位置し、保持部とともにステージ２に対する鉛直方向に移動可能に構成されていてもよい（図８参照）。この場合、指標板３の基部３１は、透明材料により構成されていればよい。
【００３７】
寸法測定部６１は、撮像部５により撮像された少なくとも２つの画像、好ましくは４つの画像に基づき、凸構造部１２の寸法を算出する。寸法測定部６１は、撮像部５により撮像され、取得された画像を処理可能なプログラム等を格納するコンピュータ等により構成されていればよい。
【００３８】
変位センサ４は、保持部により保持され、ステージ２上のブランクス基板１０に向かって移動する指標板３とブランクス基板１０との間の距離（ステージ２に対する鉛直方向における間隔）が所定の範囲（１００μｍ〜１０ｍｍ）となったことを検知し、検知信号を制御部６に送信する。変位センサ４は、指標板３とブランクス基板１０との間の距離を検知可能なものであればよく、その測長方式としては、例えば、レーザ方式、超音波方式、ＬＥＤ方式等が挙げられる。制御部６は、検知信号を受信すると、保持部による指標板３の移動を停止する。
【００３９】
制御部６は、本実施形態に係る寸法測定装置１の各種構成要素の動作（保持部の移動、撮像部５による撮像、寸法測定部６１における寸法算出等）を制御可能なプログラム等を格納するコンピュータ等により構成され得る。なお、寸法測定部６１は、制御部６を構成するコンピュータ等の一機能として制御部６に備えられていてもよい。
【００４０】
本実施形態に係る寸法測定装置１において、寸法測定対象であるブランクス基板１０がステージ２に載置されると、制御部６の指示に従い、保持部（図示省略）に保持されている指標板３がブランクス基板１０に近接するように移動する（図１参照）。このとき、指標板３の移動は、変位センサ４による検知に基づいて制御部６により制御される。すなわち、ブランクス基板１０（凸構造部１２の上面部１２１）と指標板３（第１面３１Ａ）との間の距離が所定の距離（例えば、凸構造部１２の突出高さＴ１２の２倍以上７００μｍ以下程度）になったことが変位センサ４により検知されると、その検知結果に基づき、制御部６により指標板３の移動が停止される。
【００４１】
続いて、撮像部５は、制御部６の指示に従い、指標マークＬＭ及びその近傍に位置する凸構造部１２の一部（凸構造部１２の角部Ｃを含む一部分）の画像を取得する。本実施形態に係る寸法測定装置１が４つの撮像部５を備える場合、各撮像部５により４つの画像（第１〜第４画像ＩＭ１〜ＩＭ４）が撮像・取得される。寸法測定部６１は、各撮像部５にて撮像され、取得された画像（第１〜第４画像ＩＭ１〜ＩＭ４）を配列させ、それらの画像から凸構造部１２の角部Ｃの座標（ｘ，ｙ）を求め、その座標（ｘ，ｙ）から凸構造部１２の寸法を求める（図９参照）。
【００４２】
本実施形態においては、左上に配列される画像を第１画像ＩＭ１、左下に配列される画像を第２画像ＩＭ２、右上に配置される画像を第３画像ＩＭ３、右下に配置される画像を第４画像ＩＭ４と称する（図９及び図１０参照）。まず、４つの画像のうちの左上に配置される第１画像ＩＭ１中の第１指標マークＬＭ１及び第３指標マークＬＭ３、並びに左下に配置される第２画像ＩＭ２中の第１指標マークＬＭ１及び第３指標マークＬＭ３を通る線分をＹ軸とし、第２画像ＩＭ２中の第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２、並びに右下に配置される第４画像ＩＭ４中の第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２を通る線分をＸ軸とする座標系を規定する（図１０参照）。
【００４３】
次に、当該座標系から、第１〜第４画像ＩＭ１〜ＩＭ４に含まれる各指標マークＬＭ（第１〜第３指標マークＬＭ１〜ＬＭ３）の座標を求める。本実施形態においては、各指標マークＬＭにおける第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２の間隔ＤＳ１２と、第１指標マークＬＭ１及び第３指標マークＬＭ３との間隔ＤＳ１３と、各指標マークＬＭの第１指標マークＬＭ１間の長さＤＳ１１とが規定されているため、第２画像ＩＭ２中の第１指標マークＬＭ１を原点（ｘ，ｙ＝０，０）とし、第１画像ＩＭ１中の第１指標マークＬＭ１の座標を（ｘ，ｙ＝０，１）とし、第４画像ＩＭ４中の第１指標マークＬＭ１の座標を（ｘ，ｙ＝１，０）としたときの、各画像ＩＭ１〜ＩＭ４に含まれる各指標マークＬＭ（第１〜第３指標マークＬＭ１〜ＬＭ３）の座標が求められる。
【００４４】
続いて、当該座標系における各指標マークＬＭ（第１〜第３指標マークＬＭ１〜ＬＭ３）の座標に基づき、各画像ＩＭ１〜ＩＭ４に含まれる凸構造部１２の角部Ｃ（Ｃ１〜Ｃ４）の座標（ｘ1，ｙ1），（ｘ2，ｙ2），（ｘ3，ｙ3），（ｘ4，ｙ4）が求められる。これらの座標から、上記座標系における凸構造部１２の各辺の長さＭＣ１〜ＭＣ４を求める。座標系における凸構造部１２の各辺の長さＭＣ１〜ＭＣ４は、下記式により求められ得る。
ＭＣ１＝((|ｘ3−ｘ1|)2＋(|ｙ3−ｙ1|)2)1/2 
ＭＣ２＝((|ｘ2−ｘ1|)2＋(|ｙ2−ｙ1|)2)1/2 
ＭＣ３＝((|ｘ4−ｘ2|)2＋(|ｙ4−ｙ2|)2)1/2 
ＭＣ４＝((|ｘ3−ｘ4|)2＋(|ｙ3−ｙ4|)2)1/2 
さらに、上記のようにして求めた長さＭＣ１〜ＭＣ４を凸構造部１２の各辺の実寸法（実際の長さ）に換算する。このようにして、凸構造部１２の寸法を測定することができる。
【００４５】
なお、上述した寸法測定装置１において、指標板３は、方形状の領域ＡＲの４角に相当する位置に指標マークＬＭを有しているが、この態様に限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、方形状の領域ＡＲの各辺に相当する位置に指標マークＬＭ（所定の間隔で配置された第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２）を有していてもよい。この場合において、各指標マークＬＭは、方形状の領域ＡＲの各辺の中点に位置していればよい。すなわち、第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２の中点と方形状の領域ＡＲの各辺の中点との互いの位置が当該辺の直交方向に一致していればよい。
【００４６】
この態様において、寸法測定部６１は、各撮像部５にて撮像され、取得された第１画像ＩＭ１を上に、第２画像ＩＭ２を左に、第３画像ＩＭ３を下に、第４画像ＩＭ４を右に位置させるように各画像ＩＭ１〜ＩＭ４を配置する。そして、第２画像ＩＭ２の指標マークＬＭを通る線分をＹ軸とし、第３画像ＩＭ３の指標マークＬＭを通る線分をＸ軸とする座標系を規定する（図１２参照）。
【００４７】
次に、当該座標系から、第１〜第４画像ＩＭ１〜ＩＭ４に含まれる第１指標マークＬＭ１及び第２指標マークＬＭ２の座標を求める。そして、各画像（第１〜第４画像ＩＭ１〜ＩＭ４）に含まれる凸構造部１２の辺の両端を延伸させ、辺同士の交点の座標を求める（図１３参照）。この辺同士の交点は、凸構造部１２の角部Ｃ１〜Ｃ４と推認され得る。すなわち、各画像ＩＭ１〜ＩＭ４に含まれていない凸構造部１２の角部Ｃ１〜Ｃ４の座標（ｘ1，ｙ1），（ｘ2，ｙ2），（ｘ3，ｙ3），（ｘ4，ｙ4）が求められる。これらの座標から、上記座標系における凸構造部１２の各辺の長さＭＣ１〜ＭＣ４を求める。座標系における凸構造部１２の各辺の長さＭＣ１〜ＭＣ４は、下記式により求められ得る。
ＭＣ１＝((|ｘ3−ｘ1|)2＋(|ｙ3−ｙ1|)2)1/2 
ＭＣ２＝((|ｘ2−ｘ1|)2＋(|ｙ2−ｙ1|)2)1/2 
ＭＣ３＝((|ｘ4−ｘ2|)2＋(|ｙ4−ｙ2|)2)1/2 
ＭＣ４＝((|ｘ3−ｘ4|)2＋(|ｙ3−ｙ4|)2)1/2 
さらに、上記のようにして求めた長さＭＣ１〜ＭＣ４を凸構造部１２の各辺の実寸法（実際の長さ）に換算する。このようにして、凸構造部１２の寸法を測定することができる。
【００４８】
上述した構成を有する本実施形態に係る寸法測定装置１によれば、互いの位置関係が規定されている複数の指標マークＬＭを有する指標板３を用い、当該指標マークＬＭと寸法測定対象物である凸構造部１２の一部とを一フレームに収めた複数の画像（第１〜第４画像ＩＭ１〜ＩＭ４）の画像処理により凸構造部１２の寸法を算出するため、ブランクス基板１０の凸構造部１２等のようなエッチングにより形成されるエッチング構造体の寸法を高い精度で、かつ容易に測定することができる。また、本実施形態に係る寸法測定装置１によれば、指標マークＬＭ間の間隔（第１及び第２指標マークＬＭ１，ＬＭ２の間隔ＤＳ１２、第１及び第３指標マークＬＭ１，ＬＭ３の間隔ＤＳ１３、第１指標マークＬＭ１，ＬＭ１間の距離ＤＳ１１）が規定されているため、複数の撮像部５のそれぞれにより取得される各画像ＩＭ１〜ＩＭ４の倍率が異なっていたとしても、各画像ＩＭ１〜ＩＭ４を配列させて得られる座標系における座標に基づいて凸構造部１２の寸法を高い精度で、かつ容易に測定することができる。
【００４９】
本実施形態に係る寸法測定装置１は、ブランクス基板１０を製造するためのエッチング装置１０１とともにエッチングシステム１００を構成してもよい（図１４参照）。エッチングシステム１００は、例えば、本実施形態に係る寸法測定装置１と、ブランクス基板１０を製造するためのエッチング装置１０１とを備え、エッチング装置１０１は、ブランクス基板１０を製造するための基材をエッチングするエッチング部１０２と、エッチング部１０２にてエッチングされて作製されたブランクス基板１０を洗浄する洗浄部１０３と、洗浄部１０３にて洗浄されたブランクス基板１０を乾燥する乾燥部１０４とを有する。
【００５０】
このようなエッチングシステムにおける寸法測定装置１は、各種データ等を記憶する記憶部を備えているのが好ましく、制御部６は、寸法測定部６１により測定された、ブランクス基板１０の凸構造部１２の寸法に関するデータを、エッチング装置１０１におけるエッチング条件（エッチング時間、凸構造部１２を形成するための基材に設けられる凸構造部１２に対応するマスクの寸法等）と関連付けて当該記憶部に記憶する。そして、制御部６は、当該エッチングシステム１００（エッチング装置１０１）においてブランクス基板１０を作製するときに、エッチングシステム１００において入力された条件データ（エッチングにより作製されるエッチング構造体の設計寸法、エッチング構造体を形成するためのマスク寸法、エッチング液の種類等に関するデータ）が寸法測定装置１に送信されると、当該データ及び当該記憶部に記憶されているデータに基づいてエッチング条件（エッチング時間等）のデータをエッチング装置１０１にフィードバックすることができ、凸構造部１２の寸法や高さ、マスクの寸法等に応じてエッチング時間等を適切に設定することができる。
【００５１】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００５２】
上記実施形態において、寸法測定対象物としてのエッチング構造体が、インプリントモールドを製造するために用いられるブランクス基板１０における凸構造部１２である態様を例に挙げて説明したが、この態様に限定されるものではない。例えば、図１５に示すように、第１面１１Ａ及び当該第１面１１Ａに対向する第２面１１Ｂを有する基材１１と、基材１１の第１面１１Ａから突出する凸構造部１２と、凸構造部１２の上面部に形成されてなる凹凸パターン１４と、基材１１の第２面１１Ｂに形成されてなる窪み部１３とを備えるインプリントモールド１５における、凸構造部１２や凹凸パターン１４が、寸法測定対象物としてのエッチング構造体であってもよい。また、ブランクス基板１０やインプリントモールド１５以外にも、マイクロニードル、モスアイ構造体、バイオミメティクス構造体、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display，表面伝導型電子放出素子ディスプレイ）、流路デバイス等における凹凸構造が、寸法測定対象物としてのエッチング構造体であってもよい。
【００５３】
さらに、寸法測定対象物としてのエッチング構造体は、基材１１の第１面１１Ａから凹むようにして形成された凹状構造体であってもよい。この場合において、寸法測定装置１の撮像部５は、基材１１の第１面１１Ａと指標板３の第１面３１Ａとを所定の間隔（凹状構造体の深さの２倍以上７００μｍ以下程度）にまで近接させた状態で指標マークＬＭ及びその近傍に位置する凹状構造体の少なくとも一部（凹状構造体の角部を含む一部分）の画像を取得すればよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…寸法測定装置
２…ステージ
３…指標板
Ｌ…指標マーク
Ｌ１〜Ｌ３…第１〜第３指標マーク
４…変位センサ
５…撮像部
６…制御部
６１…寸法測定部
１０…ブランクス基板
１１…基材
１１Ａ…第１面
１１Ｂ…第２面
１２…凸構造部
１２１…上面部
１２２…側面部
１３…窪み部
１４…凹凸パターン
１５…インプリントモールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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