(57)【要約】  透明基板の寸法変化を測定する方法は、基準プレート上に基準マーカーのアレイを形成する工程、透明基板上に基板マーカーのアレイを形成する工程、基準マーカーと基板マーカーが重なるように基準プレートと透明基板を積み重ねる工程、透明基板の処理の前後に基準マーカーの座標に対する基板マーカーの座標を測定する工程及び、透明基板の処理の前後の測定された基板マーカーの相対座標の間の差から透明基板の寸法変化を決定する工程を含む。
2008539437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の寸法変化を測定する方法において、
基準プレート上に基準マーカーのアレイを形成する工程、
前記透明基板上に基板マーカーのアレイを形成する工程、
前記基準マーカーと前記基板マーカーが重なるように前記基準プレートと前記透明基板を積み重ねる工程、
前記透明基板の処理の前後に前記基準マーカーの座標に対する前記基板マーカーの座標を測定する工程、及び
前記透明基板の処理の前後の前記基板マーカーの前記測定された相対座標の間の差から前記透明基板の寸法変化を決定する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記基準プレートと前記透明基板を積み重ねる前記工程が前記透明基板の処理の前後に行われ、前記透明基板の処理の前後の前記基準プレートに対する前記透明基板の位置決めにおける差による前記寸法変化の誤差を補正する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基準プレートと前記透明基板を積み重ねる前記工程が、前記基準マーカー及び前記基板マーカーのいずれもが見えるように、前記基準マーカーを前記基板マーカーからずらす工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基板マーカーの座標を測定する前記工程が前記基準マーカー及び前記基板マーカーの画像を得る工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記基準マーカーアレイが前記基板マーカーアレイと実質的に等価であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
透明基板の寸法変化を測定する装置において、
基準プレート、
前記基準プレートに堅剛な支持を与えるプラットフォーム、
前記透明基板が前記基準プレートに積み重ねられたときの前記基準プレート上のマーカー及び前記透明基板上のマーカーの画像を取り込む撮像装置、及び
前記撮像装置を前記プラットフォーム面内の所望の場所に置く位置決め装置、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項７】
前記基準プレートが前記透明基板と同様の熱膨張係数を有することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記基準プレート上及び前記透明基板上の所望の場所にマーカーを形成するマーキング装置をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記基準プレートを前記プラットフォームにクランプする機構及び／または前記透明基板を前記基準プレートにクランプする機構をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記基準プレート上及び前記透明基板上のマーカーを照明する１つまたはそれより多くの照明器をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、２００５年４月２８日に出願された、名称を「透明基板の寸法変化を測定するための方法及び装置（Method and Apparatus for Measuring Dimensional Changes in Transparent Substrates）」とする、米国特許出願第１１/１１８７２４号の恩典を主張する。上記特許出願の明細書は本明細書に参照として含まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は全般的に、透明基板の処理により生じる透明基板の寸法変化の測定に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス基板のような透明基板には光の透過または検出を必要とするデバイスにおいて多くの用途がある。そのようなデバイスの例には、フラットパネルディスプレイ、能動電子デバイス、光電デバイス及び生物学的検定アレイがあるが、これらには限定されない。特定のデバイスに有用な形態にする透明基板の処理は透明基板に寸法変化を誘起し得る。そのような処理の例には、透明基板の切断及び室温より高い温度への透明基板の加熱があるが、これらには限定されない。ガラス基板の切断により、ガラス基板からの内部応力の放出によるガラス基板のゆがみが生じ得る。室温より高い温度へのガラス基板の加熱によりガラス基板の収縮または膨張が生じ得る。ゆがみ、収縮、膨張及びその他のタイプの寸法変化は、上に挙げたようなデバイス、特にアレイ型デバイスにおいて問題になり得る。製造業者は一般に、アレイ型デバイスに組み込まれる透明基板には規定された限界内の寸法変化を有することを要求する。一例として、ＡＭＬＣＤ（アクティブマトリックス型液晶ディスプレイ）デバイス製造業者は一般に、ＡＭＬＣＤデバイスに組み込まれるガラス基板の処理後のゆがみが数μｍより小さいことを要求する。そのような寸法要件はＡＭＬＣＤ技術及び製造技術が進歩するにつれてさらに一層厳しくなると考えられる。
【０００４】
透明基板の寸法変化の測定には（一般に干渉法を用いる）絶対座標系に基づく測定装置が現在用いられている。絶対測定においては、測定されている透明基板に一連の基準マークがつけられる。基板処理前の基準マークの場所がＸ-Ｙ位置であらかじめ識別される。基板処理後、基板は再び測定装置に戻され、改めてＸ-Ｙ基準構造が識別される。寸法変化は処理前の基準構造のＸ-Ｙ位置に対する処理後の基準構造のＸ-Ｙ位置の変化によって示される。絶対測定装置では測定面積が大きくなると測定誤差が大きくなる傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のことから、透明基板の寸法変化を測定する方法が求められている。そのような測定は、透明基板が規定された限界内の寸法変化を有することを確認するために用いることができる。そのような測定は、透明基板の組成の微調整及び透明基板に寸法変化を生じさせるプロセス工程の微調整のいずれにも用いることもできる。ＡＭＬＣＤ業界は大寸基板に向かう動きを加速しているから、大きな、例えば長さ２ｍをこえる、基板面積にわたる寸法変化を高分解能で、例えばサブミクロンの分解能で、測定する方法も求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様において、本発明は、基準プレート上に基準マーカーのアレイを形成する工程、透明基板上に基板マーカーのアレイを形成する工程、基準マーカーと基板マーカーが重なるように基準プレートと透明基板を積み重ねる工程、透明基板の処理の前及び後に基準マーカーの座標に対する基板マーカーの座標を測定する工程、及び、透明基板の処理の後及び前の基板マーカーの測定された相対座標の間の差から透明基板の寸法変化を決定する工程を含む、透明基板の寸法変化を測定する方法に関する。
【０００７】
別の態様において、本発明は、基準プレート、基準プレートに堅剛な支持を与えるプラットフォーム、透明基板が基準プレートに積み重ねられているときの基準プレート上及び透明基板上のマーカーの画像を取り込む撮像デバイス、及び、撮像デバイスをプラットフォーム面内の所望の場所に置くための、撮像デバイスに結合された位置決め装置を備える、透明基板の寸法変化を測定する装置に関する。
【０００８】
本発明のその他の特徴及び利点は以下の説明及び添付される特許請求の範囲から明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
添付図面に示されるような、いくつかの好ましい実施形態を参照して本発明をここで詳細に説明する。以下の説明においては、本発明の完全な理解を提供するために数多くの特定の詳細が述べられる。しかし、それらの特定の詳細の内のいくつかまたは全てがなくとも本発明を実施できることが当業者には明らかであろう。さらに、本発明を不必要に曖昧にしないため、よく知られている特徴及び／またはプロセス工程は詳細には説明していない。本発明の特徴及び利点は図面及び以下の議論を参照することによって一層良く理解できる。
【００１０】
図１Ａは、本発明の一実施形態にしたがう、ガラス基板のような、透明基板の寸法変化を測定する方法を示すフローチャートである。本方法は、基準プレートＳ１上にマーカーＭ１のアレイを形成する工程（１００）を含む。マーカーＭ１は透明基板のどの寸法変化を測定しようとするかに対する局所固定基準点としてはたらく。基準プレートＳ１は寸法に変化を生じさせ得るいかなる処理工程にもかけられることはない。本方法は透明基板Ｓ２上にマーカーＭ２のアレイを形成する工程（１０２）も含む。透明基板Ｓ２上のマーカーＭ２のアレイは基準プレートＳ１上のマーカーＭ１とマーカーの分布及び形状に関して等価または同様である。本方法は、透明基板Ｓ２上のマーカーＭ２のアレイと基準プレートＳ１上のマーカーＭ１のアレイが重なるように、透明基板Ｓ２と基準プレートＳ１を積み重ねる工程（１０４）をさらに含む。そのような積み重ねる工程は、基準プレートＳ１の上方（または上）に透明基板Ｓ２を置く工程または透明基板Ｓ２の上方（または上）に基準プレートＳ１を置く工程を含むことができる。
【００１１】
本方法は、適する撮像装置を用いて重ねられた基準マーカーＭ１と基板マーカーＭ２の画像を得る工程（１０６）をさらに含む。この工程は第１の測定観察と称され、得られた画像は第１の測定画像と称される。第１の測定画像は単一の画像とすることができ、あるいは、例えば基準マーカーＭ１と基板マーカーＭ２がノード毎ベースで取り込まれる場合には、画像アレイとすることができる。本方法は、それぞれの基板マーカーＭ２の、基準マーカーＭ１の内の対応する１つについての初期座標（ｘｉ,ｙｉ）を決定するために第１の測定画像を処理する工程（１０８）も含む。基準マーカーＭ１の内の対応する１つは一般に最近接基準マーカーＭ１である。図１Ｂは基準マーカーＭ１及び基板マーカーＭ２を含む第１の測定画像の代表例を示す。図１Ｃは基準マーカーＭ１に対する基板マーカーＭ２の座標（ｘｉ,ｙｉ）を示す。
【００１２】
図１Ａに戻れば、第１の測定画像を得た後、透明基板Ｓ２は基準プレートＳ１から外されて、処理される（１１０）。そのような処理には、例えば透明基板Ｓ２の切断及び／または透明基板Ｓ２の高温への加熱を含めることができる。透明基板Ｓ２の処理の後、透明基板Ｓ２と基準プレートＳ１は、基板マーカーＭ２と基準マーカーＭ１が重なり、透明基板Ｓ２の上方の位置から見えるように、積み重ねられる（１１２）。本方法は、撮像装置を用いて、基準プレートＳ１上の基準マーカーＭ１及び透明基板Ｓ２上の基板マーカーＭ２のそれぞれの画像を得る工程（１１４）を含む。この工程は第２の測定観察と称され、得られた画像は第２の測定画像と称される。本方法は、基準マーカーＭ１の内の対応する１つに対する、それぞれの基板マーカーＭ２の最終座標（ｘｆ,ｙｆ）を決定するために第２の測定画像を処理する工程（１１６）も含む。
【００１３】
本方法は透明基板Ｓ２上の（基板マーカーＭ２で表される）それぞれのノードの初期座標と最終座標の間の差を計算する工程（１１８）をさらに含む。これらの差は第１の測定観察からの透明基板Ｓ２の局所差分寸法変化を表す。第１の測定観察中の基準プレートＳ１に対する透明基板Ｓ２の方位及び位置は第２の測定観察中の基準プレートＳ１に対する透明基板Ｓ２の方位及び位置とはほぼ間違いなく異なっているであろう。一実施形態において、本方法は第１の測定観察及び第２の測定観察における基準プレートＳ１に対する透明基板Ｓ２の配置の違いによる透明基板Ｓ２の寸法変化の測定値の誤差を補正する工程を含む。
【００１４】
透明基板Ｓ２の剛性が高く、剛体の移動誤差が処理による寸法変化より大きいとすれば、回転誤差及び平行移動誤差は数学的に解くことができる。図１Ｄは基準マーカーＭ１に対する基板マーカーＭ２の初期位置Ｒｉ及び最終位置Ｒｆの図式表示を示す。それぞれの基板マーカーに対して：
Ｒｆ−Ｒｉ＝ＲＴ＋Ｄ＋Ｅ                                         （１）である。ここで、Ｒｆは測定された最終位置、Ｒｉは測定された初期位置、ＲＴは剛体の回転／平行移動、Ｄは与えられたプロセスによって生じた基板の寸法変化、Ｅは測定誤差である。マーカーのアレイに対しては：
{Ｒｆ−Ｒｉ}＝{ＲＴ}＋{ｒ}                                       （２）である。ここで、{}は行列を表し、ｒは残差、すなわち寸法変化を表す。Ｒｆ及びＲｉは既知である。ＲＴ及びｒは連立方程式を解くためのいずれか適する手法、例えば線形回帰を用いて決定することができる。この剛体補正の目的は第２の測定観察を元の第１の測定観察の場所に戻すことである。
【００１５】
図１Ａに戻れば、なされる測定の品質は基準プレートＳ１の平坦度の影響を受けうる。平坦度は基準プレートＳ１の波打ちに関係する。基準プレートＳ１が十分に平坦でなければ、基準プレートＳ１と透明基板Ｓ２は連続して接触することができず、基準プレートＳ１と透明基板Ｓ２の間におそらく空隙またはしわを生じさせ、これは測定の再現性に影響を与え得る。したがって、基準プレートＳ１は平坦度が優れている基板でつくられることが好ましい。一実施形態において、基準プレートＳ１の平坦度は１００μｍをこえず、１０μｍと１００μｍの間とすることができる。この平坦度要件は特定の面積、一般には１００ｍｍ２正方の面積にわたって適用される。
【００１６】
基準プレートＳ１は、透明基板Ｓ２と接触しているときに透明基板Ｓ２の内部応力または熱応力による反りをおこしにくいことが好ましい。温度変動に対する測定の感度を低めるため、基準プレートＳ１は透明基板Ｓ２の熱膨張係数（ＣＴＥ）と同様の（すなわち等しいかまたは近い）ＣＴＥを有することが好ましい。透明基板Ｓ２がＡＭＬＣＤガラスである場合、ホウケイ酸材料またはＡＭＬＣＤガラスを基準プレートＳ１として用いることができよう。基準プレートＳ１が透明基板Ｓ２の上方（または上）に配置される場合、基準プレートＳ１は透明基板Ｓ２の上方の位置から透明基板Ｓ２上のマーカーＭ２を見ることが可能になるように透明であるべきである。
【００１７】
基準プレートＳ１を選択するためのその他の規準は、少なくともある程度は、測定を行うために用いられるセンサのタイプに依存する。一般に、基準プレートＳ１は時間の経過に対して安定であることが好ましい。光学レンズを用いる撮像装置が測定の実施に用いられる場合、基準プレートＳ１は巨視的及び微視的な掻き傷が、そのような掻き傷は測定画像の品質に影響を与え得るであろうから、最小の平滑なガラス表面を有することが好ましい。大寸測定に対し、基準プレートＳ１は、取扱い中に割れることがないように、十分に強靭であるべきである。基準プレートＳ１が複数の個片からつくられていれば、それぞれの個片の時間の経過に対する機械的及び熱的安定性が保証されるべきである。さらに、特に隣接辺において、平坦度要件が満たされるべきである。
【００１８】
基準プレートＳ１及び透明基板Ｓ２のそれぞれの上に形成されたマーカーＭ１，Ｍ２は、広範な幾何学的または非幾何学的形状を有することができる。図２Ａ〜２Ｄは本発明に用いるに適するマーカーＭの例を示す。図２Ａにおいて、マーカーＭは直線である。図２Ｂにおいて、マーカーＭは円である。図２Ｃにおいて、マーカーＭは十字である。図２Ｄにおいて、マーカーＭは点である。マーカーＭは基準プレート及び透明基板上に一様に、すなわちマーカー間隔を一様にして、配置することができ、あるいは基準プレート及び透明基板上にランダムに、すなわちマーカー間隔を一様にしないで、配置することができる。例えば、図２Ａ〜２ＣのマーカーＭは一様に配置されているが、図２Ｄのマーカーはランダムに配置されている。マーカーは、インクマーキング装置、罫書き装置、平版印刷機またはレーザマーキング装置のような、いずれか適するマーキング装置を用いて基準プレート及び透明基板上に配置することができる。透明基板上のマーカーは、第１の測定観察と第２の測定観察の間に透明基板にかけられるであろういかなる処理工程にも耐え抜くことができなければならない。
【００１９】
図１Ａに戻れば、基準プレートＳ１の位置は透明基板Ｓ２の上方とするかまたは下方とすることができる。基準プレートＳ１及び透明基板Ｓ２はマーカーＭ１，Ｍ２が単焦点面にあるか二重焦点面にあるように配置することができる。単焦点面構成においては、基準マーカーＭ１及び基板マーカーＭ２が同じ平面上にあり、単焦点を有する撮像装置がマーカーの画像の取込みに適している。二重焦点面構成においては、基準マーカーＭ１及び基板マーカーＭ２が異なる平面上にある。図３Ａ及び３Ｂは単焦点面構成における基準マーカーＭ１及び基板マーカーＭ２を示す。マーカーを同じ平面上に置くためには、基準プレートＳ１または透明基板Ｓ２をマーキング後に反転させることが必要である。損傷を与えずに大きな透明基板を反転させることは達成困難な課題になり得る。図４Ａ〜４Ｆは二重焦点面構成における基準マーカーＭ１及び基板マーカーＭ２を示す。二重焦点面構成により、測定装置上の基準プレートまたは透明基板の表裏を操作せずに、基準プレート及び透明基板にマーカーを付け、測定することが可能になる。
【００２０】
二重焦点面構成については、異なる平面上のマーカーを取り込むための様々な手法がある。一手法は同じ焦点深度内の両平面の取込みを含む。この手法においては、測定される基板の厚さが焦点深度に影響を与える。焦点深度が深くなるとともに、撮像装置による光収集効率が低下する。コントラストを高めるための可能な方法はそれぞれの測定画像に対してより高い積分レート時間を実施することによる方法である。第２の手法は２つの個別の時間フレームでの２つの平面の取込みを含む。第２の手法の実施の一例は、撮像装置の第１のＺ位置における２つの平面の取込み及び撮像装置の第２のＺ位置における２つの平面の取込みを含む。第２の手法の実施の別の例は、それぞれの平面を取り込むための異なる時間における焦点距離が異なるレンズの使用を含む。異なる平面上のマーカーの取込みへの第３の手法は、２つの焦点面を有する撮像装置を用いる、両平面の同時の取込みを含む。
【００２１】
図５Ａは本発明の一実施形態にしたがう透明基板の寸法変化を測定するための装置５００を示す。装置５００は、作業台５０４を堅剛に支持する、支持構造体５０２を備える。支持構造体５０２は振動絶縁台、すなわち調和振動周波数及び非調和振動数を排除するための受動及び／または能動防震装置を装備した台であることが好ましい。作業台５０４は基準プレート５０８及び透明基板５０９を堅剛に支持するプラットフォーム５０６を提供する。プラットフォーム５０６は優れた平坦度を有することが好ましい。例えば、プラットフォーム５０６の平坦度は１００μｍをこえない大きさとすることができ、あるいは１０μｍと１００μｍの間とすることができる。作業台５０４の側面にフレーム５１５が取り付けられる。フレーム５１５は位置決め装置５１０を支持する。位置決め装置５１０は、撮像装置５１２またはマーキング装置（図５Ｂの５１７）のような、それに取り付けられた物体を作業台５０４の面内で移動させることができる。作業台５０４は位置決め装置５１０及び位置決め装置５１０にとり付けられたその他の装備を過剰に振動させずに支持するに十分に強固であるべきである。作業台５０４は、位置決め装置５１０が作業台５０４の面内を移動している際に、特に測定面積が大きい場合、例えば長さ２ｍのオーダーである場合には、動的撓みを回避するように高い剛性を有するべきである。作業台５０４は花崗岩等の材料でつくることができる。
【００２２】
位置決め装置５１０は、ｘ-ｙステージまたはｘ-ｙ-ｚステージあるいはガントリー型またはデカルト座標型ロボットあるいは少なくとも２つの直交方向に沿う移動を提供することができるその他の装置とすることができる。位置決め装置５１０は微小移動が可能であることが好ましい。位置決め装置５１０は、例えば２ｍより大きい、大面積にわたり微小移動が可能であることが好ましい。位置決め装置５１０は、マーキング、測定及び、必要であれば、ガラス取扱いを含むそれぞれの工程にともない、位置決め装置５１０が無理なくノードに近づくような剛性を有することが好ましい。説明の目的のため、位置決め装置５１０はフレーム５１５上に支持された直進ステージ５１４を有することができる。直進ステージ５１４はｙ方向に沿う直線運動を提供することができる。位置決め装置５１０はさらに末端が直進ステージ５１４上に支持された直進ステージ５１６を有することができる。直進ステージ５１６はｘ方向に沿う直線運動を提供することができる。直進ステージ５１６に結合されたフレーム５２０で撮像装置５１２を支持することができる。別の実施形態において、フレーム５２０は、ｚ方向に沿う直線運動を提供し、作業台５０４に対する撮像装置５１２のｚ位置の調節を可能にする、直進ステージで置き換えることができる。あるいは、作業台５０４に対する直進ステージ５１６のｚ位置の調節を可能にするために、直進ステージ５１６の末端と直進ステージ５１４の末端の間にｚ方向に沿う直線運動を提供する直進ステージを設けることができる。
【００２３】
装置５００は、少なくとも基準プレート５０８が作業台５０４に接触する構成においては、基準プレート５０８を作業台５０４にクランプする機構または方法を備えることが好ましい。クランプする方法には、Ｃ字型クランプのような、機械装置の使用を含めることができる。しかし、そのようなクランプは基準プレート５０８上への透明基板５０９の配置を妨害し得る。別の方法は真空クランプを用いることである。図５Ｃは本発明に用いるに適する真空クランプ装置を示す。一実施形態において、作業台５０４に直線溝５２２が形成される。作業台５０４の側面に取り付けられたフレーム５１５に１つまたはそれより多くのポート５２４も形成される。ポート５２４は直線溝５２２に通じることができる。ポート５２４を真空源に連結し、直線溝５２２から空気を吸い出すことによって基準プレート５０８を作業台５０４にクランプすることができる。基準プレート５０８も、フレーム５１５の別の一組のポート５２８と通じる孔５２６を有することができる。孔５２６は、基準プレート５０８への透明基板５０９の真空クランプを可能にするために、ポート５２８を介して真空源に連結することができる。基準プレート５０８の面内に真空クランプを選択的に提供できるように、独立に真空源に連結することができる数群の独立した孔５２６を形成することができる。これは、透明基板５０９の大きさが可変であり、基準プレート５０８の孔の全てを覆うことができるとは限らないから、有用である。独立した孔５２６の群により、真空クランプ領域を透明基板の大きさに合わせることが可能になるであろう。透明基板５０９を基準プレート５０９から取り外したいときは、透明基板５０９を離すためにポート５２８を通して孔５２６に空気をポンプで送り込むことができる。真空クランプの代りには、透明基板５０９及び／または基準プレート５０８が異なる電荷によって抑えつけられる、静電チャックがあるが、これには限定されない。
【００２４】
図５Ａに戻れば、撮像装置５１２は一般にカメラ５３４を備える。一実施形態において、カメラ５３４は光センサとしてＣＣＤ（電荷結合素子）センサを用いる。しかし、本発明は光センサとしてのＣＣＤセンサの使用に限定されない。ＣＭＯＳセンサまたはその他の固体センサも用いることができる。光センサがＣＣＤセンサである実施形態において、光センサはフォトサイトと呼ばれる光電池のアレイを有する。これらのフォトサイトは一般にシリコンでつくられ、光がそこに入射すると電子を放出する。それぞれのフォトサイトはＣＣＤセンサによる色の検出を可能にするための付帯色フィルタを有することができる。撮像装置５１２は一般に光学系５３６も有する。光学系５３６は、カメラ５３４の光センサ上に、基準プレート５０８または透明基板５０９上のマーカーのような、物体から来る光を集束するための１つまたはそれより多くのレンズを有することができる。レンズは低歪及び低収差を有することが好ましい。撮像装置５１２は、光学系５３６によって光学的に達成するかまたはカメラ５３４によってデジタル処理で達成することができる、ズーム機能を有することもできる。撮像装置５１２は、撮像装置５１２の動作を制御し、カメラ５３４の光センサによって集められた情報を処理して画像ファイルにする、プロセッサも有することができる。プロセッサは、ＴＩＦＦ及びＪＰＥＧのような、様々なタイプの画像ファイルフォーマットをサポートすることができる。撮像装置５１２は画像ファイルを格納するためのメモリも有することができる。
【００２５】
装置５００は測定領域５３２を照明するための１つまたはそれより多くの照明器５３０を備えることができる。照明は作業台５０４の上方または下方から与えることができる。２つの非常に一般的な照明技法には暗視野照明及び明視野照明がある。カメラ５３４は測定領域５３２から反射される光に基づいて画像をつくる。装置５００は、基準プレート５０８及び透明基板５０９の所望の領域を、撮像装置５１２を用いて撮像できるように、位置決め装置５１０の移動を制御するためのコンピュータ装置５３８も備える。コンピュータ装置５３８は一般にプロセッサ５４０及びビデオモニタ５４２及び、キーボード及びマウスのような、装置と対話するに必要なその他の周辺デバイス（図示せず）を備える。これらの周辺デバイスは技術上よく知られており、さらに論じることはない。コンピュータ装置５３８は撮像装置５１２から画像ファイルを受け取って、画像ファイルを処理することができる。例えば、プロセッサ５４０は基準マーカーに対する基板マーカーの座標を計算するアルゴリズムを実行することができる。プロセッサ５４０はさらに、第１及び第２の測定観察に基づいて、基準プレート５０８に対する透明基板５０９の配置による回転誤差及び平行移動誤差の補正を含む、透明基板５０９の寸法変化を計算する、アルゴリズムを実行することができる。
【００２６】
測定は温度に敏感であるから、装置５００は測定領域５３２を密閉するための温度制御チャンバ５３３を有することが好ましい。一例として、温度制御チャンバ５３３は定常空気流によって所望の温度を±０.０１℃で維持することができる。しかし、大形基板でそのような温度要件を満たすための費用は許されないであろう。この場合、温度要件は緩和され得る。例えば、ＡＭＬＣＤガラスが透明基板として用いられる場合、大表面積によって基板温度の極めて迅速な環境への適応が可能になる。支持構造体の質量が大きければ、プラットフォームの寸法を変化させるには大きくまた広範な温度勾配が必要である。この場合は、温度要件は緩和され得る。適する温度要件を決定するために温度シミュレーションを行うことができる。
【００２７】
動作において、基準プレート５０８がプラットフォーム５０６上に置かれて、基準プレート５０８上にマーカーのアレイを形成するためにマーキング装置（図５Ｂの５１７）が用いられる。同じプロセスが透明基板５０９について繰り返される。マーキング装置（図５Ｂの５１７）の移動はコンピュータ装置５３８で制御することができる。マーキング装置５１７はインクマーキング装置またはレーザマーキング装置または罫書き装置または平版印刷機またはその他いずれかの適するマーキング装置とすることができる。マーキング後、透明基板５０９と基準プレート５０８は、撮像装置５１２を用いる透明基板５０９上及び基準プレート５０８上のマーカーの画像の取込み、すなわち第１の測定観察が可能になるように、プラットフォーム５０６上で積み重ねられる。次いで透明基板５０９はプラットフォーム５０６から取り去られ、処理され、次いで第２の測定観察のためにプラットフォーム５０６に戻される。
【００２８】
本発明は一般に以下の利点を提供する。相対測定技法により、小形または大形の透明基板の寸法変化を高分解能で測定することが可能になる。本発明は、透明基板の処理の前後の基準プレートに対する透明基板の配置による測定の誤差の補正を含む。測定は、測定される透明基板と同様のＣＴＥを有する基準プレートの使用及び、干渉法に基づくような、絶対座標測定装置に一般に適用される１つの大局基準点（０,０,０）とは対照的な、局所基準点マーキングの使用により、温度変動に対する感度が低められている。長時間の測定にわたる、測定の反復性及び再現性が優れている。マーカー位置の相対座標測定により、絶対座標測定に比較して、デバイスの位置決めに対する移動要件の緩和が可能になり、測定装置のコストを総合的に低減することができる。
【００２９】
限られた数の実施形態に関して本発明を説明したが、本開示の恩恵を有する当業者であれば、本明細書に開示されたような本発明の範囲を逸脱することのないその他の実施形態が案出され得ることを認めるであろう。したがって、本発明の範囲は添付される特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態にしたがう透明基板の寸法変化を測定する方法を示す
【図１Ｂ】本発明の一実施形態にしたがう基準プレートの上に置かれたマーカー付透明基板を示す
【図１Ｃ】基準マーカーに対する基板マーカーの座標を示す
【図１Ｄ】基準マーカーに対する基板マーカーの初期位置及び最終位置を示す
【図２Ａ】本発明に用いるに適するマーカーの一例を示す
【図２Ｂ】本発明に用いるに適するマーカーの別の例を示す
【図２Ｃ】本発明に用いるに適するマーカーの別の例を示す
【図２Ｄ】本発明に用いるに適するマーカーの別の例を示す
【図３Ａ】本発明の一実施形態にしたがう、単焦点面にある基板マーカー及び基準マーカーを示す
【図３Ｂ】本発明の一実施形態にしたがう、単焦点面にある基板マーカー及び基準マーカーを示す
【図４Ａ】本発明の別の実施形態にしたがう、二重焦点面にある基板マーカー及び基準マーカーを示す
【図４Ｂ】本発明の別の実施形態にしたがう、二重焦点面にある基板マーカー及び基準マーカーを示す
【図４Ｃ】本発明の別の実施形態にしたがう、二重焦点面にある基板マーカー及び基準マーカーを示す
【図４Ｄ】本発明の別の実施形態にしたがう、二重焦点面にある基板マーカー及び基準マーカーを示す
【図４Ｅ】本発明の別の実施形態にしたがう、二重焦点面にある基板マーカー及び基準マーカーを示す
【図４Ｆ】本発明の別の実施形態にしたがう、二重焦点面にある基板マーカー及び基準マーカーを示す
【図５Ａ】本発明の一実施形態にしたがう透明基板の寸法変化を測定するための装置を示す
【図５Ｂ】本発明の一実施形態にしたがう透明基板の寸法変化を測定するための装置を示す
【図５Ｃ】本発明の一実施形態にしたがう透明基板の寸法変化を測定するための装置を示す
【符号の説明】
【００３１】
５００    透明基板寸法変化測定装置
５０６    プラットフォーム
５０８，Ｓ１    基準プレート
５０９，Ｓ２    透明基板
５１２    撮像装置
５１７    マーキング装置
５３０    照明器
Ｍ１    基準マーカー
Ｍ２    基板マーカー
【図１Ａ】
2008539437.tif 000003
【図１Ｂ】
2008539437.tif 000004
【図１Ｃ】
2008539437.tif 000005
【図１Ｄ】
2008539437.tif 000006
【図２Ａ】
2008539437.tif 000007
【図２Ｂ】
2008539437.tif 000008
【図２Ｃ】
2008539437.tif 000009
【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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