(57)【要約】ＬＣＤ産業で用いられる測定及び検査システムを較正する方法が示される。トランスデューサによって結合された２枚の基板を含むアセンブリが設けられる。これらの基板には２つの器具が接着され、干渉計に接続される。少なくとも一方の基板に、測定及び検査システムの支持台上の基準点を基準として用いて印がつけられる。次に、トランスデューサを動作させ、熱処理やガラス切断処理等といったＬＣＤガラスの処理をシミュレートする。トランスデューサを動作させることにより、干渉計によって測定された第１の歪み測定値を表す信号も生成される。次に、印を基準マークと比較して、第２の歪み測定値を決定する。第１の歪み測定値と第２の歪み測定値との比較を用いて、測定及び検査装置を較正する。
2010511859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、第２の基板と、該第１の基板を該第２の基板に結合する少なくとも１つのトランスデューサとを含むアセンブリを組み立てる工程と、
前記トランスデューサを動作させる工程と、
前記トランスデューサを動作させることに応答して、前記第１の基板と前記第２の基板との間の歪みを測定する工程と
を備えることを特徴とする歪み測定方法。
【請求項２】
前記第１の基板に印をつけ、前記トランスデューサを動作させ、該トランスデューサを動作させることに応答して前記印を比較し、該印の比較に応答して、前記歪みを測定する前記工程を実行する工程
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の歪み測定方法。
【請求項３】
前記歪みを測定する前記工程に応答して、測定検査装置を較正する工程を更に備えることを特徴とする請求項１記載の歪み測定方法。
【請求項４】
前記第１の基板が、前記トランスデューサを動作させることに応答して第１の信号を生成する第１のコーナーキューブを更に備え、前記第２の基板が、前記トランスデューサを動作させることに応答して第２の信号を生成する第２のコーナーキューブを更に備え、
前記歪みを測定する前記工程が、前記トランスデューサを動作させることに応答して、及び前記第１の信号を前記第２の信号と比較することに応答して行われる
ことを特徴とする請求項１記載の歪み測定方法。
【請求項５】
前記歪みを測定する前記工程が、剛体補償を行う工程を含むことを特徴とする請求項１記載の歪み測定方法。
【請求項６】
前記トランスデューサがセンサを更に備え、前記歪みを測定する前記工程が、前記センサから値を読み取る工程を含むことを特徴とする請求項１記載の歪み測定方法。
【請求項７】
前記歪みを測定する前記工程が、前記第１の基板を撮像することによって行われることを特徴とする請求項１記載の歪み測定方法。
【請求項８】
前記歪みを測定する前記工程が、センサによる測定と撮像による測定とを比較する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の歪み測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板の歪み測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、従来のテレビ、携帯電話、コンピュータ等で用いられている薄く平坦な表示装置である。従来のＬＣＤ製造技術は複雑で、様々な集積技術を必要とする。ＬＣＤはカバーガラス基板及び背面ガラス基板を含む。背面基板はしばしば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等といった、カバー基板と背面基板との間で位置決めされなければならない電子素子を含む。ＴＦＴ技術は、各ＴＦＴがＬＣＤ内のサブミクロン領域内に組み込まれるところまで進歩している。従って、基板内でＴＦＴを位置決めする際には、サブミクロンの精度が必要である。
【０００３】
製造中には、様々な製造工程により、ＬＣＤディスプレイが均一に又は不均一に歪むことがある。例えば、熱処理ではしばしば、圧縮及び／又は歪みが生じる。圧縮は均一である場合も不均一である場合もある。熱処理が基板に及ぼす影響を知ることは、ＬＣＤ内でＴＦＴを適切に位置決めするために重要である。従って、ＴＦＴを適切に配置し、背面基板、ＴＦＴ、及びカバー基板を位置決めするには、圧縮及び歪みを測定する必要がある。
【０００４】
基板に対する熱処理等といった処理の効果を測定するために、測定ゲージ等といった様々な従来の応力測定、圧縮測定、及び歪み測定技術を利用できる。これらの測定技術の多くは、基準マーク（基板に基準マークに関する印をつけるために用いられる）を有する支持台を備える。基板を支持台上に配置して、基準マークをガイドとして用いて印をつける。次に、基板に熱処理、切断等といった処理を施す。次に、基板を支持台上に再配置し、基板上のマークと台上の基準マークとを比較して、変化を判定する。一般的には、視覚的システムを用いて、非常に小さい変化を識別する。
【０００５】
歪み測定ゲージ等といった従来の測定技術の較正のために、サンプル基板に対して圧縮測定が行われ得る。圧縮測定は、基準点に関してサンプル基板につけられたグリッド点の位置を測定し（即ち、測定値）、サンプル基板を処理し、基準点に関するグリッド点の位置を再測定し（処理値）、処理前及び処理後のグリッド点位置間の差分を決定することを含む。処理値を測定値と比較して、歪み測定の精度を判定する。具体的には、２つのグリッド点間の差分は、基板に生じた圧縮又は歪みの量を示す。そして、この圧縮又は歪みの測定値を用いて、測定ゲージを較正する。
【０００６】
処理中には多くの問題が生じ、オペレータが必要な精度レベルで試験及び測定システムが較正できなくなる。例えば、炉を用いた熱処理の場合には、測定値の精度は３つの要素に基づく。第１の要素は測定ゲージである。第２の要素は炉内の温度変動であり、第３の要素はサンプル基板におけるばらつきである。これらの要因は、最新のＴＦＴ技術の位置決めに必要な精度で歪みを測定することを妨げる。補足説明として、サンプルは１回のみ使用可能である。従って、測定ゲージの精度を較正又は判定する際には、サンプルのコスト及び入手可能性が問題となり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、測定及び検査ゲージの精度を判定する必要がある。ＴＦＴ等といった電子素子を含む最新のＬＣＤディスプレイに必要な精度レベルで、必要なレベルの再現性をもって、測定及び検査ゲージを較正する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
測定及び検査ゲージ等といった測定及び検査システムを較正するための、再使用可能な基板アセンブリを構築する。本発明の教示によれば、基板アセンブリは、圧電装置によって結合された２枚の基板を含む。圧電装置を動作させて（即ち、サイズを変えて）、ガラス基板の歪みをシミュレートする。圧電装置には容量センサが統合されており、圧電装置（即ち、トランスデューサ）を動作させることによって生じる非常に小さな動きを検出する。
【０００９】
本発明の教示によれば、画像に基づく歪み測定（即ち、視覚システム、カメラ等を用いて取得される）及びトランスデューサによる歪み測定（即ち、トランスデューサに統合された容量センサを介して取得される）を用いて、測定及び検査システムを較正する方法が示される。測定及び検査システムを較正するために、画像に基づく歪み測定及びトランスデューサによる歪み測定が個々に又は組み合わせて用いられ得る。別の実施形態では、測定及び検査システムを較正するために、画像に基づく歪み測定及び／又はトランスデューサによる歪み測定と共に、干渉計が用いられ得る。本発明の教示を用いれば、測定及び検査システムがサブミクロン精度で較正され得る。
【００１０】
ＬＣＤ測定及び検査システムを較正するための圧電トランスデューサに基づく歪み測定を実施することにより、様々な長所が実現される。具体的には、精度及び再現性のかなりの向上が実現される。
【００１１】
精度の１つの要素は、圧電トランスデューサと、該圧電トランスデューサをサンプル基板に取り付けるために用いられる接続装置とによって定められる。本発明の教示によれば、圧電トランスデューサの精度は４ナノメートルの範囲内であり得る。一実施形態では、結合剤（即ち、接着剤）及び接続装置は１０ナノメートル未満の測定精度を生じ、これは剛体に近い性能をシミュレートする。その結果、２つの圧電トランスデューサによって結合された少なくとも２枚の基板の基板アセンブリの精度は１４ナノメートル未満となる。この１４ナノメートルの誤差は、誤差バジェットの一部を構成し得る。
【００１２】
本発明の教示によれば、再現性の制約も実現される。アセンブリの再現性は、圧電トランスデューサ及び接続装置に依存する。本発明の教示によれば、圧電トランスデューサの再現性は１ナノメートルである。接続装置／結合剤は更に１０ナノメートルの不確かさを計上し、全体で１１ナノメートルの誤差となり、これは誤差バジェットの一部を構成し得る。安定性は再現性と類似している。従って、同じ基板アセンブリを用いて、測定及び検査システムの長期にわたる傾向を記録する。
【００１３】
一実施形態では、歪み測定方法は、第１の基板と、第２の基板と、該第１の基板を該第２の基板に結合する少なくとも１つのトランスデューサとを含むアセンブリを組み立てる工程と、トランスデューサを動作させる工程と、トランスデューサを動作させることに応答して、第１の基板と第２の基板との間の歪みを測定する工程とを備える。
【００１４】
一実施形態では、測定及び検査システムを較正する方法が示される。この測定及び検査システムは、基板と該基板を撮像する視覚システムとを位置決めするための基準台を備える。この方法は、第１の基板を第２の基板に関して第１の位置に結合するトランスデューサであって少なくとも１つのセンサを更に備えるトランスデューサを含むアセンブリで、基板を実施する工程と、アセンブリが第１の位置にある時に、第１の基板上の少なくとも１つの位置に基準台に関して印をつける工程と、少なくとも１つの位置に印をつけた後にアセンブリを撮像することにより第１の画像を生成する工程と、トランスデューサを動作させることにより第１の基板を第２の基板に関して第２の位置に移動させる工程と、トランスデューサを動作させることに応答して、第２の位置を反映するセンサ値を生成する工程と、第２の位置にあるアセンブリを撮像することにより第２の画像を生成する工程と、第１の画像、第２の画像及びセンサ値の比較に応答して、測定及び検査システムを較正する工程とを備える。
【００１５】
一実施形態では、基板アセンブリは、第１の基板と、第２の基板と、第１の基板を第２の基板に結合する少なくとも１つのトランスデューサとを備え、該少なくとも１つのトランスデューサは、第１の基板と第２の基板との間の相対移動を検出するセンサを備える。
【００１６】
一実施形態では、歪み測定方法は、第１の基板、第２の基板、及び第１の基板を第２の基板に結合する少なくとも１つのトランスデューサを含むアセンブリを用いて単一の基板をシミュレートする工程と、単一の基板の処理をシミュレートすることに応答して、測定及び検査システムを較正する工程とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の教示に従って実施される基板アセンブリの概念図。
【図２】本発明の教示に従って実施される測定及び検査システムの側面図。
【図３】本発明の教示に従って実施される測定ノードを示す図。
【図４】本発明の教示に従って実施される基板アセンブリの別の実施形態の概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本願明細書に組み込まれその一部を構成する添付の図面は、本発明の特定の態様を示すものであり、本願明細書の説明と共に、本発明の原理を説明するものであって、本発明を限定するものではない。
【００１９】
本発明の教示によれば、ＬＣＤ測定及び検査システムを較正する方法及び装置が示される。測定及び検査システムは、ＬＣＤ用ガラス基板の歪みを測定するために用いられる任意のＬＣＤ歪み測定及び検査システムを含む。一実施形態では、２００５年４月２８日に出願され、コーニング社（Corning Incorporated）に譲渡される「A Method and Apparatus for Measuring Dimensional Changes in Transparent Substrates（透明基板の寸法的変化を測定する方法及び装置）」（米国特許公開第２００６０２４７８９１Ａ１号）に開示されているもののような、測定及び検査システムを参照して組み込む。
【００２０】
本発明の教示によれば、基板アセンブリが提供される。一実施形態では、基板アセンブリは、少なくとも１つのセンサを含む少なくとも１つの圧電トランスデューサによって接続される少なくとも２枚の基板を含む。これらの基板を圧電トランスデューサで結合することで、単一の基板をシミュレートする。２枚の基板を圧電トランスデューサで接続すると、測定及び検査システムの較正に使用可能な、剛体特性を有する基板アセンブリが得られる。従って、この基板アセンブリを作動させると、この基板アセンブリを用いて、単一の基板の歪みや他の処理をシミュレートできる。特に１つの長所として、シミュレーションが完了した時にトランスデューサをオフにすれば、基板アセンブリが元の構成に戻ることが挙げられる。これにより、基板アセンブリの再使用が容易になると共に、測定及び検査システムをサブミクロンレベルの精度で較正する際には特に重要な、測定の再現性及び精度が向上する。
【００２１】
一実施形態では、２通りの歪み測定を比較することにより測定及び検査システムを較正する方法が実現される。第１の歪み測定は、視覚システムを用いて撮像を実行し、サンプル基板の処理前及び処理後の相対移動を判定することによって得られる（即ち、画像に基づく歪み測定）。撮像は、基板の写真を撮影してその画像を処理することを含み得る。第２の歪み測定は、圧電トランスデューサに接続されたセンサから得られる（トランスデューサによる歪み測定）。別の実施形態では、測定及び検査システムを較正するために、第１及び第２の歪み測定値と組み合わせて、第３の歪み測定が用いられ得る。第３の歪み測定は干渉計を用いて得られる（即ち、干渉計による歪み測定）。
【００２２】
第１の歪み測定値は、視覚システムを用いて、基板アセンブリ上の印の相対移動を測定することにより生成される（即ち、画像に基づく歪み測定）。第１の歪み測定では、サンプル基板上の印の処理前画像及び処理後画像が取得され、この印の相対移動がサンプル基板の歪みを表わす。第２の歪み測定値は、２枚の基板（即ち、基板アセンブリ又は剛体アセンブリ）を結合するトランスデューサを動作させ、次に、トランスデューサに統合された容量センサを用いて、２枚の基板間の変化を検出することによって生成される（即ち、トランスデューサによる歪み測定）。第２の歪み測定では、センサの読み取り値は、２枚の基板間の移動量（即ち、膨張、収縮）を表わす。２枚の基板（即ち、基板アセンブリ）間の移動は、単一の基板の歪み、圧縮等をシミュレートするものである。次に、トランスデューサによる歪み測定値を画像に基づく歪み測定値と比較して、検査及び測定システムを較正するために用いられ得る。第３の歪み測定では、基板アセンブリ内の各基板に干渉計が接続され、この干渉計によって２枚の基板の相対移動が測定される。次に、第３の歪み測定値は、画像に基づく歪み測定値、トランスデューサによる歪み測定値、又はこれらの両方と比較され得る。本発明の教示によれば、基板を較正するために、３つの歪み測定値の全てが様々な組み合わせ及び順列で用いられ得る。
【００２３】
図１は、本発明の教示に従って実施される基板アセンブリの概念図を示す。一実施形態では、基板アセンブリは、単一の再使用可能な基板をシミュレートするよう実施される。更に、トランスデューサを動作させることで、実際の処理機能を行わずに、熱処理、基板の切断等といった基板の処理がシミュレートされ得る。
【００２４】
図示されるように、第１の基板１００及び第２の基板１１０は、容量センサ１２５が統合された第１の圧電トランスデューサ１２０及び容量センサ１３５が統合された第２の圧電トランスデューサ１３０を用いて一体に接続される。一実施形態では、図１に示されている基板アセンブリは、少なくとも１つの圧電トランスデューサで一体に接続された少なくとも２枚の基板を含むが、基板、圧電トランスデューサ及びセンサの数を含む様々な順列及び組み合わせを組み合わせてよく、それらも本発明の範囲内である。
【００２５】
圧電トランスデューサ（１２０、１３０）は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに直接変換する。動作中、圧電トランスデューサ（１２０、１３０）に電界が印加され、圧電トランスデューサ材料の固体動力学に基づく、トランスデューサ（１２０、１３０）の物理的な変形が生じる。従って、圧電トランスデューサに電界を印加することにより、圧電トランスデューサが電界の大きさに比例した収縮又は膨張を起こす。圧電トランスデューサの能動素子は分極材料（即ち、正に帯電した領域及び負に帯電した領域を含む材料）である。分極材料に電界が印加されると、分極した分子が電界に沿って配列され、分極材料の分子構造又は結晶構造に双極子が誘発される。この分子の配列により、材料の寸法変化が生じる。
【００２６】
各圧電トランスデューサ（１２０、１３０）にはセンサ（１２５、１３５）が接続されている。一実施形態では、センサ（１２５、１３５）から読み取り値（即ち、値）が取得され得る。値の増減は、基板（１００、１１０）の相互の相対位置の変化に対応し得る。例えば、値の正の変化は、２枚の基板（１００、１１０）間の間隔の増加であり得、基板（１００、１１０）は第１の位置から第２の位置へと相互に相対的に移動し得る。値の負の変化は２枚の基板（１００、１１０）間の間隔の減少であり得、基板（１００、１１０）は第１の位置から第２の位置へと相互に相対的に移動し得る。
【００２７】
現在の圧電トランスデューサは、サブナノメートルの範囲の分解能で、数百マイクロメートルの移動に対応できる。更に、本発明の教示に従って実施される圧電トランスデューサは、１０，０００ｇを超える加速率で、数マイクロ秒での応答が可能である。更に、圧電トランスデューサの変位は固体動力学に基づくものであるので、圧電トランスデューサはいかなる移動部も有していない。その結果、圧電トランスデューサは損傷を示さないので、精度が落ちることはない。
【００２８】
本発明の教示によれば、第１の圧電トランスデューサ１２０又は第２の圧電トランスデューサ１３０に電界が印加され得る。第１の実施形態では、第１の圧電トランスデューサ１２０及び第２の圧電トランスデューサ１３０に同じ電界を印加することで、両方のトランスデューサが均一に大きくなり、第１の基板１００と第２の基板１１０との間の均一な移動及び間隔を生じる。これは、図１に示されている基板アセンブリを用いて単一の基板の均一な歪みをシミュレートするものである。第２の実施形態では、各圧電トランスデューサ（１２０、１３０）にそれぞれ異なる電界を印加して、第１の基板１００と第２の基板１１０との間の不均一な変位やトルキング回転を生じさせ得る。これは、単一の基板の不均一な加熱や不均一な歪みをシミュレートし得るものである。第２の実施形態は、基板（１００、１１０）における応力をシミュレートし導入するためにも用いられ得る。第３の実施形態では、第１の圧電トランスデューサ１２０と第２の圧電トランスデューサ１３０との間で、電界の大きさ及び時間を変えてもよい。従って、第１の基板１００と第２の基板１１０との間の不均一な変形から生じる応力がシミュレートされ得る。
【００２９】
図２は、本発明の教示に従って実施される測定及び検査システムの側面図を示す。図２に示されるように、圧電トランスデューサ１３０はスペーサ１５０上に取り付けられ、スペーサ１５０は圧電トランスデューサ１３０を基板１００に接続する。一実施形態では、スペーサ１５０は、接着剤を用いて圧電トランスデューサ１３０及び基板１００に接続される。一実施形態では、スペーサ１５０は、圧電トランスデューサ１３０を基板１００に対して静的な関係に維持するよう実施される。
【００３０】
圧電トランスデューサ１３０は、Ｌ字形ブラケット１６０を用いて基板１１０にも接続される。Ｌ字形ブラケット１６０及び圧電トランスデューサ１３０は、接着剤を用いて基板１１０に接続される。Ｌ字形ブラケット１６０の高さは、Ｌ字形ブラケット１６０の底部が基板１１０に均一に係合するよう調節される。一実施形態では、第１の基板１００と第２の基板１１０との間のノミナルの間隙１７０は１ｍｍである。スペーサ１５０、圧電トランスデューサ１３０及びＬ字形ブラケット１６０は、組み合わされて接続装置を構成する。なお、スペーサ１５０は、接着剤等の結合剤を用いて、基板１００と圧電トランスデューサ１３０との間、圧電トランスデューサ１３０とＬ字形ブラケットとの間、及びＬ字形ブラケットと基板１１０との間に固定される。図２に示される測定及び検査ゲージは、真空台１８０を支持する筐体１９０も含む。図３に示される真空台の上面は、真空台１８０上に配置された基板に印をつけるために用いられる基準マークを有する。更に、真空台１８０は、吸引を用いて各基板（１００、１１０）を適切な位置に保持するため、及び吸引を用いて基板アセンブリ（１００、１１０、１３０）を適切な位置に保持するために用いられる。基板（１００、１１０）の撮像は、視覚システム１９５を用いて行われる。一実施形態では、視覚システム１９５は、画像を取得する能力がある任意のシステムであり得る。第２の実施形態では、視覚システム１９５は、画像を取得して、その画像を処理する能力がある任意のシステムであり得る。
【００３１】
スペーサ１５０、トランスデューサ１３０、Ｌ字形ブラケット１６０、及びこれらの要素を一体に接続するために用いられる接着剤の組み合わせに対して、誤差バジェットが定められる。一実施形態では、上述の要素（即ち、スペーサ１５０、トランスデューサ１３０、Ｌ字形ブラケット１６０及び接着剤）に対する誤差バジェットは、約０．２ｕｍの精度と、３σで０．１ｕｍの再現性を生じるべきである。
【００３２】
本発明の教示によれば、少なくとも１つのトランスデューサ１３０は、スペーサ１５０を用いて基板１００に接続される。少なくとも１つの圧電トランスデューサ１３０は、スペーサ１５０に取り付けられ、接着剤を用いて基板１００に貼り付けられる。この接着剤は、測定に誤差を生じるので、いかなる測定においても誤差を低減するように注意深く選択されて適用されるべきである。右側のＬ字形ブラケット１６０は、トランスデューサの右側の面に取り付けられる。右側のＬ字形ブラケットに対する接着剤は、測定に誤差を生じるので、いかなる測定においても誤差を低減するように注意深く選択されて適用されるべきである。Ｌ字形ブラケット１６０の高さは、圧電トランスデューサ１３０を支えるように調節される。Ｌ字形ブラケット１６０の底面は、基板１１０と均一に係合し、接着剤を用いて基板１１０に貼り付けられる。第１の基板１００と第２の基板１１０との間のノミナルの間隙は１ｍｍである。
【００３３】
一実施形態では、基板１００、基板１１０、スペーサ１５０、トランスデューサ１３０及びＬ字形ブラケット１６０の組み合わせが、基板アセンブリを構成する。第２の実施形態では、基板１００、基板１１０及びトランスデューサ１３０の組み合わせが、基板アセンブリを構成する。少なくとも１つの圧電トランスデューサ１３０によって接続された２枚の基板（１００、１１０）は、剛体アセンブリであると見なされる。図示されている視覚システム１９５は、基板アセンブリ（即ち、１００、１１０及び１３０）の画像を取得するよう配置されている。
【００３４】
動作中、基板アセンブリに真空が加えられる。真空は基板アセンブリを適切な位置に保持する。真空台は様々なマーク（基準マーク）を有する。両方の基板（１００、１１０）には、真空台１８０上の基準マークに関して印（即ち、マーク）がつけられる。次に、視覚システム１９５を用いて、これらの印の画像が取得される。ベースライン測定として、センサ１３５の読み取りも行われる。次に、真空をオフにして、両方の基板（１００、１１０）を浮遊状態にする。両方の基板が浮遊状態にあるときに、トランスデューサ１３０を作動して、基板（１００、１１０）の膨張又は収縮を模倣する。次に、両方の基板（１００、１１０）を、真空台１８０上の、第１の測定時にそれらが配置されていた位置の近くに再配置する（即ち、基板上の印と真空台上のマークとが揃えられる）。そして、基板アセンブリを真空によって押さえる。センサ１３５の２回目の読み取りが行われる。次に、視覚システム１９５を用いて、基板上の印及び真空台上のマークの第２の画像が取得される。第２の測定時に、基板上の印がついた領域が、真空台１８０上のマークと比較される。一実施形態では、視覚システム１９５を用いて第１の歪み測定が行われる（即ち、視覚的歪み）。第２の実施形態では、トランスデューサに統合されたセンサ１３５を用いて測定が行われる（即ち、トランスデューサ歪み）。第３の実施形態では、視覚的歪みとトランスデューサ歪みとの組み合わせが取得される。本発明の教示によれば、２つの歪み測定を組み合わせて、測定及び検査システムを較正する。例えば、トランスデューサ歪みを視覚的歪みと比較して、測定及び検査システムを較正する。
【００３５】
一実施形態では、剛体補償（rigid body compensation）を用いて、視覚システムを用いて取得された測定の誤差を判定する。剛体補償は、平行移動及び回転等といった測定の一次現象を除去するために用いられる。一実施形態では、残余誤差を最小にする回転及び平行移動を算出することにより、剛体補償が行われる。
【００３６】
上述したように、サンプル基板には、基準面を用いてマークがつけられている。サンプル基板に対して処理を行った後、これらのマークを基準面と比較する。図３は、本発明の教示に従って実施される測定ノードを示す。第１の測定時の印の位置は２００で示されている。処理後の第２の測定時の印は２１０で示されている。第１の測定２００及び第２の測定２１０は、基準点とも呼ばれる。基準点（即ち、基板に印を付けるために用いられる真空台上の基準マーク）を拡大図２１２で示す。第１の基準点２００と第２の基準点２１０と間の差分は測定ノード２２０として示されている。一実施形態では、第１の基準点２００は、第１の測定時（即ち、処理前）にガラス基板に付けられた印の位置を表わす。第２の基準点２１０は、第２の測定時（即ち、処理後）にガラス基板に付けられた印の位置を表わす。第１の測定時及び第２の測定時には、処理をシミュレートするためにトランスデューサが作動される。従って、測定ノード２２０（即ち、第１の基準点２００と第２の基準点２１０と間の差分）は、歪みによる基板の変化を表わす。
【００３７】
２つの測定間の正確且つ再現性のある結果を得るための１つの鍵は、第１の測定及び第２の測定間に生じた位置ずれを補償できることである（即ち、剛体補償）。例えば、第２の測定（即ち、処理後）のために真空台上に基板アセンブリを配置する際に、基板アセンブリを正確に同じ位置に置くことは不可能である。従って、測定ノード２２０（即ち、測定ベクトル）を回転及び平行移動させることによって補償を行う必要がある。視覚システムによって検出される典型的な画像は、一対のコントラストが反転された十字線（従来的に基準プレート（即ち、真空台上の基準マーク）に対応する左上の十字線（即ち、２００）と、サンプル基板に対応する右下の十字線（即ち、２１０））で構成される。
【００３８】
剛体補償は、基準プレートの点（即ち、真空台の基準点又は真空台上に配置された基準基板）、第１の測定点、及び第２の測定点にそれぞれ対応する１組の空間座標で開始する。
【００３９】
基準プレート上の点：Ｒｉ（ｉ＝基準グリッド上の１〜＃点）
測定点、第１の測定：Ｍ１ｉ
測定点、第２の測定：Ｍ２ｉ
第２の測定点が第１の測定の回転及び平行移動と等しいことがわかっている場合には、次式が得られる。
【００４０】
Ｍ２ｉ＝（ＲＯＴ＋Ｉ）Ｍ１ｉ＋Ｔｒ＋Ｄｅｆｉ      …（１）
式中、ＲＯＴは２×２回転行列であり、Ｉは単位行列であり、Ｔｒは平行移動ベクトルであり、Ｄｅｆｉはノードｉにおける両方の測定間に生じた変形ベクトル（即ち、測定ノード）である。
【００４１】
これらの点の絶対位置は正確にはわかっていない。絶対位置ベクトルＲ及びＭは平行移動台の座標に依存する。平行移動台は、絶対座標の不確かさが数マイクロメートルの範囲内となるように、視覚システムを１つのノードから次のノードへと平行移動させるために用いられるものである。唯一の正確な情報は、相対的な点と絶対的な点との間の相対位置である。
【００４２】
第１の測定における相対位置：ＲＰ１ｉ＝Ｍ１ｉ−Ｒｉ      …（２）
第２の測定における相対位置：ＲＰ２ｉ＝Ｍ２ｉ−Ｒｉ      …（３）
式（１）に式（２）及び式（３）を組み入れると、次式が得られる。
【００４３】
ＲＰ２ｉ−ＲＰ１ｉ＝ＲＯＴ Ｍ１ｉ＋Ｔｒ＋Ｄｅｆｉ      …（４）
第２の測定の相対ベクトル及び第１の測定の相対ベクトルを減算すると、測定点の絶対座標の回転及び平行移動に等しいベクトル場＋プレートの変形に対応する残差ベクトル場が得られる。
【００４４】
なお、式（４）は、相対位置（ＲＰ２ベクトル及びＲＰ１ベクトル）の情報及びワールド座標系における絶対的な点の位置（Ｍ１）の情報を用いる。両者のベクトル場（絶対及び相対）を、それぞれ異なる基準フレーム（相対座標については視覚システム（即ち、ＣＣＤカメラ）にリンクされた基準フレーム、絶対座標についてはシステムの平行移動台にリンクされた基準フレーム）内で用いてもよい。その結果、測定は基準プレートに関して行われるが、絶対位置の必要精度は最低限度であり、剛体補償が容易になる。
【００４５】
上記の前提では、剛体補償のアルゴリズムは以下のように要約できる。
【００４６】
第１の測定：
ａ．各ノードｉについて、基準の十字の中心と測定の十字の中心とを結ぶベクトル（即ち、測定ノード）を測定する。この測定は、ＣＣＤ基準フレーム内のみにおいて行われる。
【００４７】
ＲＰ１ｉ＝Ｍ１ｉ−Ｒｉ
ｂ．各ノードｉについて、測定点のワールド座標を測定する。
【００４８】
Ｍ１ｉ＝Ｍｏｔｉ＋ＣＣＤｉ
式中、Ｍｏｔｉはノードｉの画像の取得時の平行移動台の位置であり、ＣＣＤｉは測定点のＣＣＤ上の位置である。
【００４９】
第２の測定：
各ノードｉについて、基準の十字の中心と測定の十字の中心とを結ぶベクトルを測定する。この測定は、ＣＣＤ基準フレーム内のみにおいて行われる。
【００５０】
ＲＰ２ｉ＝Ｍ２ｉ−Ｒｉ
結果の後処理:
以下の式に従って、全てのノードに対する二乗平均平方根（ＲＭＳ）の総和を最小化する最良の回転行列ＲＯＴ及び平行移動ベクトルＴｒを計算する。
【００５１】
ＲＭＳ（ＲＰ２ｉ−ＲＰ１ｉ−ＲＯＴ Ｍ１ｉ−Ｔｒ）を最小化
次に、以下の式によって変形ベクトル場を定義する。
【００５２】
Ｄｅｆｉ＝ＲＰ２ｉ−ＲＰ１ｉ−ＲＯＴ Ｍ１ｉ−Ｔｒ
図４は、本発明の一実施形態を示す。図示されるように、第１の基板１００及び第２の基板１１０は、第１の圧電トランスデューサ１２０及び第２の圧電トランスデューサ１３０を用いて結合される。第１の基板１００上にはコーナーキューブ２６０が配置され、第２の基板１１０上にはコーナーキューブ２７０が配置される。コーナーキューブ２６０及び２７０は、接着剤を用いて各基板（１００、１１０）に取り付けられた器具である。一実施形態では、コーナーキューブ２６０又は２７０は、基板（１００、１１０）に接着する任意の装置であり、基板と共に移動して、干渉計に読み取り値を供給する。例えば、コーナーキューブ（２６０、２７０）は、干渉計からの光を反射する反射体を基板（１００、１１０）に貼り付けることによって実施され得る。
【００５３】
コーナーキューブは干渉計２８０に接続されている。コーナーキューブは、移動量に比例する信号を生成する。干渉計は、建設的干渉及び破壊的干渉の原理で動作する。２つの信号が同じ振幅を有するとすれば、２つの信号が同じ位相で一致すると互いに強め合い、逆の位相を有する２つの波は相殺し合う。キューブによって生成される２つの信号を用いると、２枚の基板の移動を非常に正確に測定できる。
【００５４】
動作中は、第１の圧電トランスデューサ１２０又は第２の圧電トランスデューサ１３０に電界が印加され得る。第１の実施形態では、第１の圧電トランスデューサ１２０及び第２の圧電トランスデューサ１３０に同じ電界を印加することで、両方のトランスデューサが均一に大きくなり、第１の基板１００と第２の基板１１０との間の均一な移動及び間隔を生じる。これは、単一の基板の均一な歪みをシミュレートするものである。干渉計２８０による測定をトランスデューサ１２０及び１３０による測定と組み合わせて用いて、測定及び検査システムを較正する。別の実施形態では、視覚的歪み測定及び／又は干渉計２８０による測定をトランスデューサ１２０及び１３０による測定と組み合わせて用いて、測定及び検査システムを較正してもよい。
【００５５】
第２の実施形態では、各圧電トランスデューサにそれぞれ異なる電界を印加して、第１の基板１００と第２の基板１１０との間の不均一な変位やトルキング回転を生じさせてもよい。これは、単一の基板の不均一な加熱や不均一な歪みをシミュレートし得るものである。この第２の実施形態は、基板における応力をシミュレートするためにも用いられ得る。第３の実施形態では、第１の圧電トランスデューサ１２０と第２の圧電トランスデューサ１３０との間で、電界を変えるために用いられる電界の大きさ及び時間を変えてもよい。従って、第１の基板１００と第２の基板１１０との間の不均一な変形から生じる応力がシミュレートされ得る。干渉計２８０による測定をトランスデューサ１２０及び１３０による測定と組み合わせて用いて、測定及び検査システムを較正する。別の実施形態では、視覚的歪み測定及び／又は干渉計２８０による測定をトランスデューサ１２０及び１３０による測定と組み合わせて用いて、測定及び検査システムを較正してもよい。
【００５６】
本出願を通して様々な文献を参照した。本願明細書に記載した化合物、組成物及び方法をより完全に説明するために、これらの文献の開示の全体を参照することによって本願に組み込む。
【００５７】
また、本発明を特定の例示的及び具体的な態様に関して詳細に説明したが、本発明はそのように限定されるものと見なされるべきではなく、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の広い範囲から逸脱することなく、多くの変更が可能であることを理解されたい。
【符号の説明】
【００５８】
１００  第１の基板
１１０  第２の基板
１２０  第１の圧電トランスデューサ
１２５  容量センサ
１３０  第２の圧電トランスデューサ
１３５  容量センサ
１５０  スペーサ
１６０  Ｌ字形ブラケット
１８０  真空台
１９５  視覚システム
【図１】
2010511859.tif 000003
【図２】
2010511859.tif 000004
【図３】
2010511859.tif 000005
【図４】
2010511859.tif 000006
【国際調査報告】
2010511859.tif 000007
2010511859.tif 000008