(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面基板の形状測定において前記平面基板の下端面を支持することにより前記平面基板を垂直状態に位置決めする支持部材であって、上方に凸型形状からなる断面と、該断面が一方向に延在する湾曲面形状と、を備え、
前記支持部材に設けられた湾曲面形状の稜線部と、前記平面基板の下端面の板厚方向略中央部が当接するように載置されることを特徴とする支持部材。
【請求項２】
前記湾曲面形状は、あらかじめ定められた任意の凸型曲線形状、もしくは略円弧形状からなる断面を有することを特徴とする請求項１に記載の支持部材。
【請求項３】
前記支持部材は、前記平面基板の硬度より低い硬度を有する高分子材料からなることを特徴とする請求項１乃至２のうちいずれかに記載の支持部材。
【請求項４】
前記支持部材は、前記平面基板の下端面に対して高摩擦係数を有する表面を備え、該表面を前記平面基板の下端面に当接するように載置されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の支持部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面基板の支持部材に係り、特に、液晶用石英ガラス製フォトマスク等の平面基板面の形状測定において、該平面基板面を垂直（鉛直）に支持する支持部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶用フォトマスクに限らず基板面の形状が重要な要素となる平面基板において、その表面あるいは裏面の面形状を高精度に測定することができる平面基板の形状測定装置あるいは基板面の形状測定方法が提示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４に示されるように、このような平面基板面の形状測定に用いられる測定装置本体１０は、金属製のベッド１１上の一端部に例えば鋳物から成る縦型定盤１２が配置されている。ここで、この縦型定盤１２の垂直面は、すり合わせ加工あるいはラップ加工されその表面がニッケルメッキされて、基準平面１３が形成されている。このようにして、基準平面１３は、その表面粗さが４００ｎｍ以下のほぼ０に近く極めて高い精度の平滑面に仕上げられている。
【０００４】
上記ベッド１１上における縦型定盤１２の手前には、縦横の長さが例えば２１００ｍｍ×２４００ｍｍ程度で、板厚が２０ｍｍ程度の大型液晶用石英ガラス製フォトマスクなどの被測定基板Ｐを保持し、位置決めする保持機構（アライメント組みコラム）１４が配置されている。このコラムは金属製あるいはセラミックス製の保持部材１５を有している。この保持部材１５の一部である一対の側柱１５ａの間には、それぞれコラム用モータ１５ｃによって駆動され上下動可能に横架された横桁１５ｂが備えられており、この横桁１５ｂの上下動によって、被測定基板Ｐのサイズに合わせて支持調整できるようになっている。
【０００５】
また、保持部材１５の下部の長手方向に離間して配置された一対の下部支持部材１６ａと、保持部材１５の上部に位置する横桁１５ｂの長手方向のほぼ中央部に配置された上部支持部材１６ｂとを具備している。詳細は後述されるが下部支持部材１６ａの上部には、被測定基板Ｐを載置するための台座１７が備えられている。そして、被測定基板Ｐはこれ等の支持部材１６ａ、１６ｂにより支持される。支持部材１６ａ、１６ｂは、サーボモータによって駆動され、縦型定盤１２の基準平面１３に対して直交する方向に移動可能となっており、サーボモータを駆動することによって、被測定基板Ｐの平面が垂直になるように高精度に位置決めできる。なお、上記一対の下部支持部材１６ａの離間距離は自動あるいは手動で調整できるようになっている。
【０００６】
そして、ベッド１１上において、縦型定盤１２の基準平面１３における水平軸方向（Ｘ軸方向）に移動する構造の変位計走査コラム１８（Ｘ軸移動機構）が配置されている。この変位計走査コラム１８は、ベッド１１の上面に設けた一対のＶ溝１９に沿って直線運動するＶ−Ｖころがり案内により、Ｘ軸方向に高精度に移動可能となっている。
【０００７】
更に、制御部２０が測定装置本体１０の底部に配置されている。この制御部２０からの指令信号によって、上述したようなＶ−Ｖころがり案内による変位計走査コラム１８のＸ軸駆動機構、変位計走査コラム１８に取り付けられたエアスライド２１により垂直方向（Ｙ軸方法）に移動するスライダ２２のＹ軸駆動機構が、それぞれ所定のシーケンスにしたがって駆動するように制御される。ここで、上記Ｘ軸駆動機構およびＹ軸駆動機構の駆動部は、ステッピングモータ、ＤＣサーボモータあるいはＡＣサーボモータ等を有している。
【０００８】
また、測定装置本体１０に隣接しケーブル２３によって接続されたコンピュータ２４が配置されており、上記制御部２０に指令を与えて上記Ｘ軸駆動機構およびＹ軸駆動機構を制御する。そして、後述されるようにスライダ２２に取り付けられた変位計から得られる種々の距離データに基づいて、被測定基板Ｐの両面の平坦度あるいは被測定基板Ｐの板厚を算出し、ディスプレイ２５またはプリンタ２６より、その結果等を出力するように構成されている。
【０００９】
このような平面基板の形状測定装置を用いて、例えば大型液晶用石英ガラス製フォトマスクなどの平面基板の形状を測定する場合、図５（ａ）に模式的に示されるように、平面基板である被測定基板Ｐは、下部支持部材１６ａの台座１７上に載置され、上部支持部材１６ｂによる支持と共に保持機構１４に垂直に保持される。そして、上記スライダ２２に取り付けられた、例えば、レーザダイオードを備えた非接触レーザ変位計等により、被測定基板Ｐの表面あるいは裏面の基準平面１３を基準面にした変位量が計測され、被測定平面Ｐの平坦度等あるいは基板の板厚等が測定される。
【００１０】
しかしながら、図５（ｂ）に模式的に示されるように、被測定基板Ｐの台座１７上への載置において、台座１７に当接する被測定基板Ｐの下端面２７の形状、あるいは台座１７の形状精度に左右され、被測定基板Ｐの自重による歪みが生じ、その平面に反り２８が発生する。そして、この反り量は被測定基板Ｐの下端面２７と台座１７との当接位置により変化する。
【００１１】
この被測定基板Ｐに発生する平面の反り２８は、被測定基板Ｐの自重が大きいことから、その下端面２７の僅かな切り取り角度の偏差等により影響を受け、被測定基板Pにおける平面の形状測定が高精度にできないという問題があった。更に、被測定基板Ｐが大型化しその重量が増大すると共に、その被測定基板Ｐの下端面２７の影響は大きくなる。この影響が大きくなることにあわせ、被測定基板Ｐの下端面２７の形状仕上げ精度を上げることにより反り２８を低減させることも考えられるが、形状仕上げ精度の向上には技術的な限界がありコストアップにもつながることから、被測定基板Ｐの下端面形状の影響に対する解決手段が強く望まれていた。
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−４６９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したような事情に鑑みて本発明はなされたものであり、平面基板の形状測定のため支持部材による平面基板の垂直方向への位置決めにおいて、平面基板の下端面形状の影響を低減し平面基板に発生する平面の反りを低減させることにある。そして、平面基板の重量が増大しても、平面基板における高精度な平面形状測定を可能にする平面基板の支持部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を達成するために、本発明にかかる平面基板の支持部材は、平面基板の形状測定において前記平面基板の下端面を支持することにより前記平面基板を垂直状態に位置決めする支持部材であって、上方に凸型形状、もしくは略円弧形状からなる断面と、該断面が一方向に延在する湾曲面形状と、を備え、前記支持部材に設けられた湾曲面形状の稜線部と、前記平面基板の下端面の板厚方向略中央部が当接するように載置される、構成となっている。
【００１５】
上記構成にすることで、平面基板の垂直方向への位置決めにおいて、その基板の自重による歪みが減少し、上記基板面の反りが低減する。そして、平面基板における平面の高精度の形状測定が可能となる。
【００１６】
本発明の好適な一態様では、前記支持部材は、あらかじめ定められた任意の凸型曲線形状、もしくは略円弧形状からなる断面に形成され、あるいは前記平面基板の硬度より低い硬度を有する高分子材料からなり、前記平面基板の下端面に対して高摩擦係数を有する表面からなる。そして、前記湾曲面形状の稜線部が、前記平面基板の下端面において、前記平面基板の板厚方向略中央部の領域に接して支持する、構成になっている。
【００１７】
上記構成にすることで、前記平面基板の下端面の形状、例えば切り取り角度等に影響されないで、前記平面基板の垂直方向への位置決め時における前記平面基板面の反りを低減させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、平面基板の形状測定のために必要な平面基板の垂直方向へのアライメントにおいて、平面基板の下端面形状の影響が低減され、平面基板に発生する平面の反りが少なくなる。そして、平面基板の重量が増大してもその平面の高精度の形状測定を可能とする平面基板の支持部材を提供するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の好適な実施形態について図１および図２を参照して説明する。図１は本実施形態において図４に説明したような平面基板の形状測定装置に用いられる台座１７の説明に供する図である。ここで、図１（ａ）は、平面基板として被測定基板Ｐを垂直にアライメントした状態を模式的に示した斜視図であり、図１（ｂ）はそれに使用された本実施形態の台座１７の一例を拡大して示した斜視図である。そして、図２は本実施形態の台座１７に被測定基板Ｐを載置した状態を模式的に示した断面図である。以下、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略する。
【００２０】
図１（ｂ）に示されるように、被測定基板Ｐが載置される台座１７は、例えば台座基部１７ａとその上部に取り付けられた台座頭部１７ｂにより構成されている。ここで、好適な台座頭部１７ｂは、その上面が例えば、略円弧形状凸型に成形されており、台座頭部１７ｂの凸型湾曲面の稜線部に沿って、被測定基板Ｐの下端面２７が接する構成となっている。そして、この台座頭部１７ｂとして好適な素材としては、硬質樹脂あるいは硬質ゴムが挙げられる。その他に、硬質なプラスチック等の高分子材料であっても構わない。但し、その硬度は、被測定基板Ｐのそれよりも小さく、被測定基板Ｐにキズ等の損傷を与えない程度が好ましい。
【００２１】
図２に示されるように、被測定基板Ｐを台座１７に載置した状態では、被測定基板Ｐの下端面２７においてその板厚の略中央部の領域が、台座頭部１７ｂの湾曲面の稜線部に沿い当接するのが好ましい。そこで、被測定基板Ｐを台座１７に載置した状態において、台座頭部１７ｂは被測定基板Ｐの重量に抗しその湾曲面が変形しない程度の硬度を有していると好適である。
【００２２】
更に、台座頭部１７ｂの湾曲面は、それに接する被測定基板Ｐの下端面２７が滑らないような粗面に形成されていると好適である。あるいは、台座頭部１７ｂの湾曲面が被測定基板Ｐの下端面に対する摩擦係数の高い材質により形成されていると好適である。
【００２３】
なお、具体的な被測定基板Ｐの形状測定装置では、例えば図４で説明したように下部支持部材１６ａにおいて、上記台座１７はサーボモータによって駆動される下部支持部材１６a上に固着されることになる。この下部支持部材１６aは図４に示したような矩形盤状であってもよいし、あるいは円盤状になっていても構わない。
【００２４】
一方、上部支持部材１６ｂは、図１（ａ）に示されるように、被測定基板Ｐの上端面２９を動かないようにすればよく、その被測定基板Ｐの上端面２９に接する部位が柔軟性のあるスポンジ等の樹脂材あるいはゴム材で構成される。
【００２５】
本実施形態では、被測定基板Ｐの形状測定のために行われる被測定基板Ｐの垂直方向へのアライメントにおいて、被測定基板Ｐは、その下端面２７におけるその板厚方向略中央部の領域が、台座頭部１７ｂの湾曲面の一方向に延在する稜線部にほぼ沿って当接することから、その被測定基板Ｐの自重による歪みが減少する。そして、従来技術で多発していた被測定基板Ｐの反りは、下端面２７の形状もしくは台座１７の形状精度に左右されないでほぼ無関係に大幅に低減することとなる。このようにすれば、例え被測定基板Ｐの重量が更に増加しても、被測定基板Ｐにおける平面の高精度の形状測定が可能となる。
【００２６】
上記台座頭部１７ｂの形状は、その湾曲面が略円弧形状凸型を有する断面に限定されるものではなく、その他に種々の曲面が可能である。いずれにしても、台座頭部１７ｂの上面が、上方に凸型の山形になりしかもその稜線部が一方向に延在するような湾曲面になっていればよい。
【００２７】
本実施の形態においては、被測定基板Ｐの下端面２７が、被測定基板Ｐの板厚方向略中央部の領域で台座頭部１７ｂ湾曲面の稜線部に沿ってほぼ線状に接するようになると好適である。ここで、台座基部１７ａは台座頭部１７ｂと異なるステンレス等の金属材料からなっていてもよいし、台座基部１７ａは台座頭部１７ｂと一体構造に成形されていても構わない。
【００２８】
次に、本実施形態にかかる台座１７の変形例について図３を参照して説明する。ここで、図３は台座１７の変形例の構造を示し、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＸ−Ｘ矢視の断面図である。
【００２９】
台座１７は、図３（ａ）に示すように、例えば台座基部１７ａとその上部に取り付けられた台座頭部１７ｂおよびガード壁１７ｃにより構成されている。ここで、台座基部１７ａの上面には、図１および図２を参照して説明したのと同様な例えば、略円弧形状の断面を有する台座頭部１７ｂが形成されている。そして、その両脇に並行に一対のガード壁１７ｃが付設されている。このガード壁１７ｃは、台座頭部１７ｂよりも高くなるように設けられる。そして、この一対のガード壁１７ｃは、それ等の離間距離が被測定基板Ｐの板厚より大きくなるように付設され、台座頭部１７ｂに当接して載置された被測定基板Ｐが台座１７から脱落することを防止するために、被測定基板Ｐの下端面２７近傍を板厚方向両側からガードするようになっている。
【００３０】
このガード壁１７ｃとして好適な素材としては、台座頭部１７ｂと同様な硬質樹脂あるいは硬質ゴムが挙げられる。また、硬質なプラスチック等の高分子材料であっても構わない。但し、その硬度は、被測定基板Ｐに対してキズ等の損傷を与えない程度に被測定基板Ｐの硬度よりも低いと好適である。なお、上述したような台座１７において、台座基部１７ａ、台座頭部１７ｂおよびガード壁１７ｃは一体構造になっていても構わない。
【００３１】
本実施形態の変形例では、ガード壁１７ｃにより被測定基板Ｐが台座１７から脱落することを防止することから、被測定基板Ｐの下端面２７の板厚方向略中央部領域が台座頭部１７ｂ湾曲面の稜線部に安定して位置決めされ載置されるようになる。このようにして、上述した被測定基板Ｐの反りは、下端面２７の形状や台座１７の形状精度に関係なく大幅に低減し、被測定基板Ｐにおける平面の高精度の形状測定が可能となる。
【００３２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。例えば、被測定基板として上記液晶用石英ガラス製フォトマスク以外にも、基板の形状が重要な要素となる被測定基板には同様に適用できる。
【００３３】
また、平面基板の形状測定装置は、図４で説明したようなもの以外であっても、平面基板面の形状測定のために基板面を垂直方向にアライメントするような装置であれば、本発明にかかる平面基板の支持部材は同様にして適用することができる。
【００３４】
そして、台座基部１７ａ、台座頭部１７ｂあるいはガード壁１７ｃの外形は種々のものがある。いずれにしても、台座頭部１７ｂは、その上面が上方に凸型になりその稜線部が一方向に延在する湾曲面からなっていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）は本実施形態にかかる形状測定装置において被測定基板を垂直に位置決めした状態を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は本実施形態にかかる形状測定装置に使用する台座の一例を拡大して示した斜視図である。
【図２】本実施形態にかかる台座に被測定基板を載置した状態を模式的に示した断面図である。
【図３】（ａ）は本実施形態にかかる形状測定装置に使用する台座の変形例の構造を示す上面図であり、（ｂ）は本実施形態にかかる形状測定装置に使用する台座の変形例の構造を示す図３（ａ）Ｘ−Ｘ矢視の断面図である。
【図４】本実施形態にかかる形状測定装置の一例を示した全体構成図である。
【図５】従来技術における課題の説明に供するための台座に被測定基板を載置した状態を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  測定装置本体
１１  ベース
１２  縦型定盤
１３  基準平面
１４  保持機構（アライメント組みコラム）
１５  保持部材
１５ａ  側柱
１５ｂ  横桁
１５ｃ  コラム用モータ
１６ａ  下部支持部材
１６ｂ  上部支持部材
１７  台座
１７ａ  台座基部
１７ｂ  台座頭部
１７ｃ  ガード壁
１８  変位計走査コラム
１９  Ｖ溝
２０  制御部
２１  エアスライド
２２  スライダ
２３  ケーブル
２４  コンピュータ
２５  ディスプレイ
２６  プリンタ
２７  下端面
２８  反り
２９  上端面
Ｐ  被測定基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0005081565.tif 000005
【図５】
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