特許 6146029 形状測定装置および撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6146029

(24)【登録日】2017年5月26日

(45)【発行日】2017年6月14日

(54)【発明の名称】形状測定装置および撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20170607BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/24 K

   G01B11/24 F

【請求項の数】10

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2013-17562(P2013-17562)

(22)【出願日】2013年1月31日

(65)【公開番号】特開2014-149204(P2014-149204A)

(43)【公開日】2014年8月21日

【審査請求日】2015年10月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】390000608

【氏名又は名称】三星ダイヤモンド工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】池田 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】野崎 正和

【審査官】 櫻井 仁

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１６５８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１２３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７３９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１４４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３３９６５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明性基板上に薄膜層を形成してなる基板において前記薄膜層の一部を直線状に除去することで形成されてなる加工溝の位置および形状を、前記加工溝の撮像画像に基づいて測定する装置であって、
水平面内において第１の方向に離間して備わり、かつ前記水平面内において前記第１の方向と直交する第２の方向に前記基板を搬送する１対の主搬送部と、
前記第１の方向において移動しつつ鉛直上方を撮像可能な撮像手段を備え、前記１対の主搬送部によって下方から支持された前記基板が搬送経路の途中に位置している際に、前記撮像手段によって前記基板を下方から撮像する撮像部と、
を備え、
前記１対の主搬送部がそれぞれ、前記第２の方向において互いに離間するとともに、それぞれに鉛直上方に向いた吸着パッドを備える複数の基板保持部を有しており、前記加工溝の延在方向を前記第１の方向と一致させてなる姿勢の前記基板を、前記複数の基板保持部の各々の前記吸着パッドを前記基板の前記薄膜層が形成されていない裏面側の対向する２つの端部に沿って吸着させることによって下方からそれぞれに支持しつつ搬送するようになっており、
前記加工溝が前記第１の方向に沿った前記撮像手段の撮像可能範囲に位置するように前記一対の主搬送部によって前記基板を配置させた状態で、前記撮像手段を前記第１の方向に沿って移動させつつ断続的または連続的に前記加工溝を撮像するようになっており、
前記複数の基板保持部の配置間隔が前記第２の方向における前記撮像部の撮像ピッチと等しい、
ことを特徴とする形状測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の形状測定装置であって、
前記撮像部が前記第２の方向に離散的に配置された複数の前記撮像手段を備え、
前記複数の基板保持部の配置間隔を前記複数の前記撮像手段の配置間隔と一致させてなる、
ことを特徴とする形状測定装置。

【請求項3】

請求項２に記載の形状測定装置であって、
前記複数の前記撮像手段の配置間隔を前記基板における前記加工溝の形成間隔の整数倍と一致させてなる、
ことを特徴とする形状測定装置。

【請求項4】

請求項３に記載の形状測定装置であって、
前記撮像部において撮像対象とする前記加工溝を前記複数の前記撮像手段の配置間隔と一致する箇所に位置する加工溝のみとする、
ことを特徴とする形状測定装置。

【請求項5】

請求項１に記載の形状測定装置であって、
前記撮像部が前記第２の方向に離散的に配置された複数の前記撮像手段を備え、
前記複数の前記撮像手段の配置間隔を前記基板における前記加工溝の形成間隔の整数倍と一致させてなる、
ことを特徴とする形状測定装置。

【請求項6】

請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の形状測定装置であって、
前記撮像手段は、前記第１の方向において往復移動する際に往復双方向において撮像を行うことが可能であり、
前記撮像手段が前記往復双方向のいずれかにおいて撮像を行う都度、前記１対の主搬送部によって前記基板を所定距離だけ搬送することにより、異なる前記加工溝について順次に撮像を行う、
ことを特徴とする形状測定装置。

【請求項7】

請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の形状測定装置であって、
前記１対の主搬送部の間であって、かつ、前記第２の方向において前記撮像部を挟む位置に、それぞれが複数の従動ローラを有する１対の補助搬送部、
をさらに備え、
前記複数の従動ローラは、前記第１の方向を回転軸として回転自在に設けられてなり、前記基板が前記１対の主搬送部によって搬送される際に前記基板に前記裏面側から当接しつつ従動回転する、
ことを特徴とする形状測定装置。

【請求項8】

請求項７に記載の形状測定装置であって、
前記１対の補助搬送部のそれぞれが、前記基板を前記形状測定装置の外部との間で搬入出する複数の搬入出用ローラをさらに備え、
前記搬入出用ローラは、前記１対の主搬送部が前記基板を搬送する際の前記基板の裏面の高さ位置よりも上方の支持位置と、前記高さ位置よりも下方の退避位置との間で昇降自在とされてなり、前記支持位置にて前記基板を支持しつつ回転することにより、前記基板の搬入出を行い、前記撮像部による撮像を行うときには、前記退避位置に退避する、
ことを特徴とする形状測定装置。

【請求項9】

請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の形状測定装置であって、
前記１対の主搬送部の間であって、かつ、前記第２の方向において前記撮像部を挟む位置に、それぞれが複数の搬入出用ローラを有する１対の補助搬送部、
をさらに備え、
前記搬入出用ローラは、前記１対の主搬送部が前記基板を搬送する際の前記基板の裏面の高さ位置よりも上方の支持位置と、前記高さ位置よりも下方の退避位置との間で昇降自在とされてなり、前記支持位置にて前記基板を支持しつつ回転することにより、前記基板の搬入出を行い、前記撮像部による撮像を行うときには、前記退避位置に退避する、
ことを特徴とする形状測定装置。

【請求項10】

透明性基板上に薄膜層を形成してなる基板において前記薄膜層の一部を直線状に除去することで形成されてなる加工溝を撮像する装置であって、
水平面内において第１の方向に離間して備わり、かつ前記水平面内において前記第１の方向と直交する第２の方向に前記基板を搬送する１対の主搬送部と、
前記第１の方向において移動しつつ鉛直上方を撮像可能な撮像手段を備え、前記１対の主搬送部によって下方から支持された前記基板が搬送経路の途中に位置している際に、前記撮像手段によって前記基板を下方から撮像する撮像部と、
を備え、
前記１対の主搬送部がそれぞれ、前記第２の方向において互いに離間するとともに、それぞれに鉛直上方に向いた吸着パッドを備える複数の基板保持部を有しており、前記加工溝の延在方向を前記第１の方向と一致させてなる姿勢の前記基板を、前記複数の基板保持部の各々の前記吸着パッドを前記基板の前記薄膜層が形成されていない裏面側の対向する２つの端部に沿って吸着させることによって下方からそれぞれに支持しつつ搬送するようになっており、
前記加工溝が前記第１の方向に沿った前記撮像手段の撮像可能範囲に位置するように前記１対の主搬送部によって前記基板を配置させた状態で、前記撮像手段を前記第１の方向に沿って移動させつつ断続的または連続的に前記加工溝を撮像するようになっており、
前記複数の基板保持部の配置間隔が前記第２の方向における前記撮像部の撮像ピッチと等しい、
ことを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カルコパイライト系薄膜太陽電池の製造プロセスに用いる装置に関し、特に、薄膜層に形成された加工溝を撮像し、得られた撮像画像に基づいて加工溝の位置および形状を測定する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ_２）やＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ_１−ｘＧａ_ｘ）Ｓｅ_２）といったカルコパイライト系薄膜太陽電池は、例えば、ソーダガラスなどのガラス基板に、裏面電極となるモリブデン（Ｍｏ）膜をスパッタリングで成膜し、係るモリブデン膜の上に、ＣＩＳもしくはＣＩＧＳからなるｐ型の光吸収層、ＣｄＳからなる高抵抗バッファ層、ＩＴＯなどからなるｎ型の酸化物透明導電膜（ＴＣＯ）層を、それぞれに適した成膜法で順次に成膜することによって作製される。

【0003】

ただし、係る製造プロセスの途中において、基板上に形成された複数の太陽電池セル間の絶縁を確保するために、先に形成された薄膜層の一部を直線状に除去して絶縁用の（セル分離用の）加工溝（加工痕）を形成するパターニング加工が行われる。係るパターニング加工には、ガラス基板上に形成されたＭｏ層をパターニングするＰ１工程と、Ｐ１工程の後、Ｍｏ層上に形成されたＣＩＧＳ光吸収層をパターニングするＰ２工程と、Ｐ２工程の後、ＣＩＧＳ光吸収層上に形成されたＴＣＯ層をパターニングするＰ３工程とがある。

【0004】

このうち、Ｐ１工程はレーザー光により行われるが、Ｐ２、Ｐ３工程はパターニングツールとも称される溝加工ツールによってメカニカルに行われるのが一般的である。係る絶縁用の加工溝の形成に適した溝加工ツールおよびこれを具備する加工装置がすでに公知である（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

また、Ｐ１工程で分割溝が形成された基板に対して、裏面側から赤外光を照射する一方、スクライブ手段と一体に設けた撮像手段によってその透過光を検出し、分割溝の形成位置を測定する技術も、既に公知である（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−１４２２３５号公報

【特許文献2】特開２０１１−１６５８６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に開示されているような加工装置においてＰ２工程を行う場合、通常は、先に行われたＰ１工程によって形成された直線状の溝（以下、Ｐ１ラインとも称する）に沿って、つまりはＰ１ラインに対し一定距離だけ離間させて、直線状の溝（以下、Ｐ２ラインとも称する）を形成する。このＰ１ラインからＰ３ライン間は発電に寄与しないデッドエリアとなる。このデッドエリアを可能な限り狭くすることが発電エリアの拡大につながり、変換効率アップが期待できる。ただし、Ｐ１工程においては、経年変化や温度変化などが原因となって、使用する加工装置の可動部分の動作精度に劣化が生じた結果、Ｐ１ラインが厳密には直線とならず、部分的に変位したり湾曲したりしていることがある。また、Ｐ２工程の際の熱処理のためガラス基板に歪みが生じ、Ｐ１ラインの直線性も損なわれる。そのような曲線状のＰ１ラインに対してＰ２ラインを直線状に形成とすると、デッドエリアが増大し発電効率が悪くなることが考えられる。このため、Ｐ２工程においては、Ｐ１ラインに沿ってＰ２ラインを形成するために、Ｐ１ラインの形状に倣ってＰ２ラインを変位や湾曲等させつつ形成することが必要となる。

【0008】

係る場合のＰ２工程は、例えば、パターニングツールを、基板に対して第１の方向（Ｐ１ラインの延在方向）に相対移動させつつ、Ｐ１ラインの変位や湾曲に倣って第１の方向に直交する第２の方向にも相対移動させることによって実現される。

【0009】

この場合、Ｐ２ラインを精度良く形成するには、その前提として、Ｐ１ラインの形成位置および形状（変位や湾曲の状態）を把握しておく必要がある。例えば、Ｐ１ラインの両端部分の位置を測定する程度では、必ずしもＰ１ラインの形状が把握できたことにはならない。

【0010】

なお、特許文献２には、Ｐ１ラインを撮像装置が開示されている。しかしながら、当該装置の場合、スクライブ方向と直交する方向にのみ撮像手段が移動可能であるので、Ｐ１ラインをその延在方向全般にわたって測定することは行い得ない。

【0011】

一方で、Ｐ１ラインは１つの基板に対し多数本形成されるが、タクトタイムの短縮というという観点からは、複数本のＰ１ラインの測定が同時並行的に行えるのが好ましい。

【0012】

本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、Ｐ１ラインについてその延在方向全般にわたる位置および形状の測定を好適に行える形状測定装置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】

【0013】

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、透明性基板上に薄膜層を形成してなる基板において前記薄膜層の一部を直線状に除去することで形成されてなる加工溝の位置および形状を、前記加工溝の撮像画像に基づいて測定する装置であって、水平面内において第１の方向に離間して備わり、かつ前記水平面内において前記第１の方向と直交する第２の方向に前記基板を搬送する１対の主搬送部と、前記第１の方向において移動しつつ鉛直上方を撮像可能な撮像手段を備え、前記１対の主搬送部によって下方から支持された前記基板が搬送経路の途中に位置している際に、前記撮像手段によって前記基板を下方から撮像する撮像部と、を備え、前記１対の主搬送部がそれぞれ、前記第２の方向において互いに離間するとともに、それぞれに鉛直上方に向いた吸着パッドを備える複数の基板保持部を有しており、前記加工溝の延在方向を前記第１の方向と一致させてなる姿勢の前記基板を、前記複数の基板保持部の各々の前記吸着パッドを前記基板の前記薄膜層が形成されていない裏面側の対向する２つの端部に沿って吸着させることによって下方からそれぞれに支持しつつ搬送するようになっており、前記加工溝が前記第１の方向に沿った前記撮像手段の撮像可能範囲に位置するように前記一対の主搬送部によって前記基板を配置させた状態で、前記撮像手段を前記第１の方向に沿って移動させつつ断続的または連続的に前記加工溝を撮像するようになっており、前記複数の基板保持部の配置間隔が前記第２の方向における前記撮像部の撮像ピッチと等しい、ことを特徴とする。

【0014】

請求項２の発明は、請求項１に記載の形状測定装置であって、前記撮像部が前記第２の方向に離散的に配置された複数の前記撮像手段を備え、前記複数の基板保持部の配置間隔を前記複数の前記撮像手段の配置間隔と一致させてなる、ことを特徴とする。

【0015】

請求項３の発明は、請求項２に記載の形状測定装置であって、前記複数の前記撮像手段の配置間隔を前記基板における前記加工溝の形成間隔の整数倍と一致させてなる、ことを特徴とする。

【0016】

請求項４の発明は、請求項３に記載の形状測定装置であって、前記撮像部において撮像対象とする前記加工溝を前記複数の前記撮像手段の配置間隔と一致する箇所に位置する加工溝のみとする、ことを特徴とする。

【0017】

請求項５の発明は、請求項１に記載の形状測定装置であって、前記撮像部が前記第２の方向に離散的に配置された複数の前記撮像手段を備え、前記複数の前記撮像手段の配置間隔を前記基板における前記加工溝の形成間隔の整数倍と一致させてなる、ことを特徴とする。

【0018】

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の形状測定装置であって、前記撮像手段は、前記第１の方向において往復移動する際に往復双方向において撮像を行うことが可能であり、前記撮像手段が前記往復双方向のいずれかにおいて撮像を行う都度、前記１対の主搬送部によって前記基板を所定距離だけ搬送することにより、異なる前記加工溝について順次に撮像を行う、ことを特徴とする。

【0019】

請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の形状測定装置であって、前記１対の主搬送部の間であって、かつ、前記第２の方向において前記撮像部を挟む位置に、それぞれが複数の従動ローラを有する１対の補助搬送部、をさらに備え、前記複数の従動ローラは、前記第１の方向を回転軸として回転自在に設けられてなり、前記基板が前記１対の主搬送部によって搬送される際に前記基板に前記裏面側から当接しつつ従動回転する、ことを特徴とする。

【0020】

請求項８の発明は、請求項７に記載の形状測定装置であって、前記１対の補助搬送部のそれぞれが、前記基板を前記形状測定装置の外部との間で搬入出する複数の搬入出用ローラをさらに備え、前記搬入出用ローラは、前記１対の主搬送部が前記基板を搬送する際の前記基板の裏面の高さ位置よりも上方の支持位置と、前記高さ位置よりも下方の退避位置との間で昇降自在とされてなり、前記支持位置にて前記基板を支持しつつ回転することにより、前記基板の搬入出を行い、前記撮像部による撮像を行うときには、前記退避位置に退避する、ことを特徴とする。

【0021】

請求項９の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の形状測定装置であって、前記１対の主搬送部の間であって、かつ、前記第２の方向において前記撮像部を挟む位置に、それぞれが複数の搬入出用ローラを有する１対の補助搬送部、をさらに備え、前記搬入出用ローラは、前記１対の主搬送部が前記基板を搬送する際の前記基板の裏面の高さ位置よりも上方の支持位置と、前記高さ位置よりも下方の退避位置との間で昇降自在とされてなり、前記支持位置にて前記基板を支持しつつ回転することにより、前記基板の搬入出を行い、前記撮像部による撮像を行うときには、前記退避位置に退避する、ことを特徴とする。

【0022】

請求項１０の発明は、透明性基板上に薄膜層を形成してなる基板において前記薄膜層の一部を直線状に除去することで形成されてなる加工溝を撮像する装置であって、水平面内において第１の方向に離間して備わり、かつ前記水平面内において前記第１の方向と直交する第２の方向に前記基板を搬送する１対の主搬送部と、前記第１の方向において移動しつつ鉛直上方を撮像可能な撮像手段を備え、前記１対の主搬送部によって下方から支持された前記基板が搬送経路の途中に位置している際に、前記撮像手段によって前記基板を下方から撮像する撮像部と、を備え、前記１対の主搬送部がそれぞれ、前記第２の方向において互いに離間するとともに、それぞれに鉛直上方に向いた吸着パッドを備える複数の基板保持部を有しており、前記加工溝の延在方向を前記第１の方向と一致させてなる姿勢の前記基板を、前記複数の基板保持部の各々の前記吸着パッドを前記基板の前記薄膜層が形成されていない裏面側の対向する２つの端部に沿って吸着させることによって下方からそれぞれに支持しつつ搬送するようになっており、前記加工溝が前記第１の方向に沿った前記撮像手段の撮像可能範囲に位置するように前記１対の主搬送部によって前記基板を配置させた状態で、前記撮像手段を前記第１の方向に沿って移動させつつ断続的または連続的に前記加工溝を撮像するようになっており、前記複数の基板保持部の配置間隔が前記第２の方向における前記撮像部の撮像ピッチと等しい、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

請求項１ないし請求項１０の発明によれば、形状測定装置または撮像装置が、基板の搬送をその裏面端部を保持することによって行うとともに、撮像手段を加工溝の延在方向に沿って基板の一方端部から他方端部にかけて移動させつつ加工溝を撮像するように構成されてなることで、撮像さらには形状測定を行いたい加工溝を適宜に選択しつつ、その形状を延在方向全般に渡って広範囲に測定することができる。これにより、加工溝の形成位置情報が精度良く得られるので、後段の工程における加工処理を、加工溝の形成位置に精度良く倣わせて行うことが可能となる。

【0024】

特に、請求項１ないし請求項９の発明によれば、形状測定装置が、基板の搬送をその裏面端部を吸着保持することによって行うとともに、撮像手段を加工溝の延在方向に沿って基板の一方端部から他方端部にかけて移動させつつ加工溝を撮像するように構成されてなることで、加工溝の形状を延在方向全般に渡って広範囲に測定することができる。

【0025】

特に、請求項３ないし請求項６の発明によれば、複数の加工溝の測定を効率的に行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】形状測定装置１の斜視図である。

【図2】形状測定装置１の上面図である。

【図3】主搬送部３によって基板Ｗが保持された状態の形状測定装置１の斜視図である。

【図4】主搬送部３によって基板Ｗが保持された状態の形状測定装置１の上面図である。

【図5】主搬送部３によって基板Ｗが保持された状態の形状測定装置１のＹ軸方向負側におけるＺＸ側面図である。

【図6】補助搬送部５を省略した形状測定装置１の斜視図である。

【図7】補助搬送部５を省略した形状測定装置１の上面図である。

【図8】第２主搬送部３Ｂの斜視図である。

【図9】基板搬送体３１および基板保持部３３の詳細斜視図である。

【図10】補助搬送部５を省略した形状測定装置１のＹ軸方向負側におけるＺＸ側面図である。

【図11】撮像部４の斜視図である。

【図12】カメラ固定部４１の斜視図である。

【図13】第１補助搬送部５Ａの斜視図である。

【図14】第１補助搬送部５ＡのＹ軸方向負側におけるＺＸ側面図である。

【図15】第１補助搬送部５ＡのＸ軸方向正側におけるＹＺ側面図である。

【図16】形状測定装置１においてＰ１ラインを測定する際の基板Ｗとラインカメラ４３の配置関係の変化を模式的に示す図である。

【図17】３本のＰ１ラインＬ１、Ｌ１６、Ｌ３１を撮像対象とすべく基板Ｗを移動させた後の、基板Ｗと、基板保持部３３および吸着パッド３４と、ラインカメラ４３とのＺＸ面内における配置関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

＜装置の概要＞
図１は、本実施の形態に係る形状測定装置１の斜視図である。図２は、形状測定装置１の上面図である。図３および図４はそれぞれ、主搬送部３によって測定対象基板（以下、単に基板とも称する）Ｗが保持された状態の形状測定装置１の斜視図および上面図である。なお、図１および以降の図面においては、撮像部４による撮像方向をＸ軸方向とし、主搬送部３による基板Ｗの搬送方向をＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向とする右手系のＸＹＺ座標を付している。

【0028】

本実施の形態に係る形状測定装置１は、概略的にいえば、ガラスなどの透明な下地基板（透明性基板）上に薄膜層を形成してなる基板Ｗの薄膜層を部分的に除去する加工を行うに先立って、当該基板Ｗに先に形成されてなる加工溝の位置および形状を測定するための装置である。以下、このような加工溝についてその位置および形状を測定することを、単に、形状測定とも称する。係る形状測定は、別の味方をすれば、設計上の形成位置からのＰ１ラインの変位を測定しているともいえる。

【0029】

例えば、形状測定装置１は、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ_２）やＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ_１−ｘＧａ_ｘ）Ｓｅ_２）といったカルコパイライト系薄膜太陽電池の製造プロセスにおいて、いわゆるＰ２工程に先立ち、すでに形成されたＰ１ラインの測定に使用することが出来る。

【0030】

なお、Ｐ２工程までのカルコパイライト系薄膜太陽電池の代表的な製造プロセスは、以下の工程を含んでいる。形状測定装置１は、このうちの工程iv）を行うに先立ち、Ｐ１ラインの位置および形状を特定するのに好適な装置である。

【0031】

i）透明なガラス基板の上にＭｏ層を形成する。；
ii）複数の太陽電池セル間の絶縁を確保するために、レーザー光の照射によってＭｏ層の一部を直線状に除去して基板Ｗを露出させることにより複数の直線状の加工溝（Ｐ１ライン）を形成するパターニング加工を行う（Ｐ１工程）。；
iii）Ｐ１ラインが形成されたＭｏ層の上にＣＩＧＳ光吸収層を形成する。；
iv）Ｐ１ラインから一定距離を保ちつつパターニングツールを移動させてＣＩＧＳ光吸収層を除去することにより、Ｐ１ラインに沿った（Ｐ１ラインの形状に倣った）複数の直線状の加工溝（Ｐ２ライン）を形成するパターニング加工を行う（Ｐ２工程）。

【0032】

Ｐ１ラインは、設計上は直線状のラインとして想定されているが、実際のＰ１ラインは、Ｐ１工程に用いる装置の駆動精度などの限界から、設計上の位置から不規則に変位し、微小な湾曲等が存在する曲線として形成されてなる。それゆえ、Ｐ１ラインを精度良くＰ１ラインに倣わせて形成するには、Ｐ１ラインの形成位置を精度良く特定することが求められる。

【0033】

図５は、主搬送部３によって基板Ｗが保持された状態の形状測定装置１のＹ軸方向負側におけるＺＸ側面図である。より詳細には、図３ないし図５は、形状測定を開始する前の基板Ｗの保持状態を例示している。図６および図７はそれぞれ、補助搬送部５を省略した形状測定装置１の斜視図および上面図である。

【0034】

図１ないし図７に示すように、本実施の形態に係る形状測定装置１は概略、平板状の基台２の上に、１対の主搬送部３（第１主搬送部３Ａおよび第２主搬送部３Ｂ）と、撮像部４と、１対の補助搬送部５（第１補助搬送部５Ａおよび第２補助搬送部５Ｂ）とを、設けた構成を有する。

【0035】

１対の主搬送部３をなす第１主搬送部３Ａと第２主搬送部３Ｂとは、Ｘ軸方向において離間しており、形状測定の際にＸ軸方向において対向する基板Ｗの２つの端部を裏面側から支持しつつ当該基板Ｗを水平方向に搬送する。Ｘ軸方向負側に備わるのが第１主搬送部３Ａであり、Ｘ軸方向正側に備わるのが第２主搬送部３Ｂであるとする。第１主搬送部３Ａと第２主搬送部３Ｂとは、Ｘ軸方向について対称な構成を有する。

【0036】

なお、形状測定装置１において、基板Ｗは、Ｍｏ層が形成された側の面（表面）を上面側とし、Ｍｏ層が形成されていない側の面（裏面）を下面側とし、かつ、Ｐ１ラインがＸ軸方向に延在する向きで搬送される。

【0037】

撮像部４は、基板Ｗに形成されたＰ１ラインを、基板Ｗの搬送経路の途中においてその裏面側から、水平面内において主搬送部３による搬送方向であるＹ軸方向と直交するＸ軸方向に沿って、撮像する。

【0038】

１対の補助搬送部５は、装置外部との間の基板Ｗの搬入・搬出を行うとともに、主搬送部３による基板Ｗの搬送に際してこれを補助する。

【0039】

第１補助搬送部５Ａと第２補助搬送部５Ｂとは、Ｙ軸方向において離間しており、Ｙ軸方向負側に備わるのが第１補助搬送部５Ａであり、Ｙ軸方向正側に備わるのが第２補助搬送部５Ｂであるとする。第１補助搬送部５Ａと第２補助搬送部５Ｂとは、Ｙ軸方向について対称な構成を有する。そして、図２からわかるように、第１補助搬送部５Ａと第２補助搬送部５Ｂとの間に、撮像部４が設けられてなる。

【0040】

係る構成を有する形状測定装置１においては、複数のＰ１ラインが形成された基板Ｗを主搬送部３によってピッチ送りしつつ、撮像部４によって基板Ｗの裏面側からＰ１ラインをその延在方向全般にわたって撮像し、得られた撮像結果に基づいて、基板Ｗに形成されたＰ１ラインの位置および形状を測定することができる。

【0041】

以下、形状測定装置１の要部の構成について、より詳細に説明する。

【0042】

＜主搬送部＞
互いに対をなす２つの主搬送部３である第１主搬送部３Ａと第２主搬送部３Ｂとは、Ｘ軸方向において離間配置されてなる。第１主搬送部３Ａと第２主搬送部３Ｂとはそれぞれ、基板Ｗを保持しつつ移動する基板搬送体３１と、Ｙ軸方向に沿って延在するように設けられてなり、基板搬送体３１を案内する搬送ガイド部３２とを備える。搬送ガイド部３２は、Ｙ軸方向において離間する１対の脚部３０に支持されている。

【0043】

図８は、第２主搬送部３Ｂの斜視図であり、図９は、基板搬送体３１および基板保持部３３の詳細斜視図である。上述のように、第１主搬送部３Ａと第２主搬送部３Ｂとは、Ｘ軸方向について対称であるので、以降、図８および図９に示した第２主搬送部３Ｂに２つの主搬送部３を代表させてその構成を説明する。

【0044】

主搬送部３は、リニアモータ駆動によって基板搬送体３１を搬送ガイド部３２に沿って移動自在に構成されてなる。具体的には、搬送ガイド部３２が、１対の案内部材であるリニアウェイ３２１と、リニアサーボモータ３２２と、リニアスケール３２３とを備える一方、基板搬送体３１には、リニアウェイ３２１に係合する脚部３１１が設けられてなるとともに、リニアスケール３２３から位置情報を読み取る図示しないヘッド部が備わっている。

【0045】

さらに、図７、図８、図９などに示すように、それぞれの主搬送部３の基板搬送体３１には、複数の基板保持部３３が、搬送ガイド部３２の延在方向であるＹ軸方向に沿って略等間隔に設けられてなる。かつ、第１主搬送部３Ａに備わる基板保持部３３と第２主搬送部３Ｂに備わる基板保持部３３とは、Ｘ軸方向において対向配置されてなる。換言すれば、基板保持部３３は基板搬送体３１において櫛歯状に設けられてなる。なお、それぞれの主搬送部３における基板保持部３３の間隔は、基板Ｗに形成されてなるＰ１ラインを撮像部４によって撮像する際の撮像ピッチと同じであるのが好ましい。

【0046】

そして、それぞれの基板保持部３３には、開口部を鉛直上方（Ｚ軸正方向）に向ける態様にて吸着パッド３４が設けられてなるとともに、吸着パッド３４と連通する吸引孔３４１が備わっている。吸引孔３４１は、図示しない吸引手段と接続された吸引配管を接続可能に設けられてなる。

【0047】

ここで、第１主搬送部３Ａの吸着パッド３４と第２主搬送部３Ｂの吸着パッド３４とは、基板ＷにおいてＰ１ラインが延在する方向をＸ軸方向と一致させた場合に、両者が基板Ｗを下方から吸着可能な間隔にて配置されてなる。これにより、本実施の形態に係る形状測定装置１においては、基板Ｗが上方から複数の基板保持部３３の吸着パッド３４上に載置された状態で、図示しない吸引手段によって吸引配管および吸引孔３４１を介してそれぞれの吸着パッド３４に対して負圧が与えられることで、それぞれの吸着パッド３４が基板Ｗの裏面端部を下方から吸着保持するようになっている。結果として、図３および図４に例示するような、基板保持部３３による基板Ｗの保持が実現される。ただし、図３および図４においては、基板Ｗに形成されてなるＰ１ラインの図示を省略している。このように、それぞれの基板保持部３３に備わる吸着パッド３４が基板Ｗの裏面側端部を吸着保持してなる状態で、２つの基板搬送体３１が互いに同期しつつ搬送ガイド部３２に沿って移動することで、基板ＷがＹ軸方向に搬送される。

【0048】

加えて、図９に示すように、それぞれの基板搬送体３１には、第１補助搬送部５Ａによって装置外部から搬入された基板Ｗを２つの主搬送部３の間で位置決めするための構成要素として、１対の第１位置決めローラ３５と、１対の第２位置決めローラ３６とが備わっている。１対の第１位置決めローラ３５および１対の第２位置決めローラ３６はいずれも、基板搬送体３１においてＹ軸方向に互いに離間させて設けられてなる。

【0049】

第１位置決めローラ３５は、基板ＷのＸ軸方向の両側端部であって当該側端部のＹ軸方向両端位置において基板Ｗに対し側方から当接することにより、主搬送部３によって基板Ｗを保持・搬送する際の基板ＷのＸ軸方向における位置を調整するために備わる。

【0050】

より詳細には、第１位置決めローラ３５は、図示しないガイド付きシリンダによってＸ軸方向に進退自在に設けられてなる。２つの主搬送部３に設けられた合計４つの第１位置決めローラ３５が進退動作し、基板ＷのＸ軸方向側端部に対する当接と離隔とを適宜に行うことによって、基板ＷはＸ軸方向において位置決めされる。

【0051】

一方、第２位置決めローラ３６は、基板ＷのＹ軸方向の両側端部であって当該側端部のＸ軸方向両端位置において基板Ｗに対し側方から当接することにより、主搬送部３によって基板Ｗを保持・搬送する際の基板ＷのＹ軸方向における位置を調整するために備わる。

【0052】

より詳細には、第２位置決めローラ３６は、ロータリーアクチュエータ３６１によってＺ軸方向を回動軸として回動自在に設けられてなり、Ｘ軸方向を向いたときに基板ＷのＹ軸方向側端部かつＸ軸方向両端の位置に当接するようになっている。図９においては、Ｙ軸方向負側の第２位置決めローラ３６がＸ軸負方向に向き、Ｙ軸方向正側の第２位置決めローラ３６がＹ軸正方向に向いた状態を例示している。２つの主搬送部３に設けられた合計４つの第２位置決めローラ３６が回動動作し、基板ＷのＹ軸方向側端部に対する当接と離隔とを適宜に行うことによって、基板ＷはＹ軸方向において位置決めされる。

【0053】

これら第１位置決めローラ３５および第２位置決めローラ３６によって所定の保持位置に位置決めされた基板Ｗが、上述のように基板保持部３３に備わる吸着パッドによって吸着保持される。

【0054】

＜撮像部＞
図１０は、補助搬送部５を省略した形状測定装置１のＹ軸方向負側におけるＺＸ側面図であり、図１１は、撮像部４の斜視図であり、図１２は、カメラ固定部４１の斜視図である。

【0055】

図５、図６、図１０などからわかるように、撮像部４は、第１補助搬送部５Ａと第２補助搬送部５Ｂとの間であって、主搬送部３による基板Ｗの搬送位置（搬送高さ位置）よりも低い位置に、設けられてなる。撮像部４は、カメラ固定部４１と、Ｘ軸方向に沿ってカメラ固定部４１を案内するカメラガイド部４２とを主として備える。カメラガイド部４２は、基台２の上に固設されてなり、Ｘ軸方向に沿って、第１主搬送部３Ａの脚部３０の間から、第２主搬送部３Ｂの脚部３０の間までの範囲において延在する。

【0056】

より詳細には、撮像部４は、リニアモータ駆動によってカメラガイド部４２に沿って移動自在に構成されてなる。具体的には、図１１などに示すように、カメラガイド部４２が、１対の案内部材であるリニアウェイ４２１と、リニアサーボモータ４２２と、リニアスケール４２３とを備える一方、カメラ固定部４１には、リニアウェイ４２１に係合する脚部４１１が設けられてなるとともに、リニアスケール４２３から位置情報を読み取るヘッド部４１２が備わっている。

【0057】

また、図７、図１１、図１２などからわかるように、カメラ固定部４１には、複数の（本実施形態では３つの）ラインカメラ４３が、それぞれＹ軸方向に沿って離間させて設けられてなる。それぞれのラインカメラ４３は、鉛直上方（Ｚ軸正方向）であって、Ｙ軸方向に長手方向を有する線状の範囲を撮像可能に配置されてなる。個々のラインカメラ４３は、短手方向において変位する加工溝が少なくとも１つ、その撮像可能範囲に収まるように、設けられてなる。例えば、Ｐ１ラインの幅がおおよそ数十μｍ程度であり、設計上の形成位置からの変位が数十μｍ程度であり、かつ、ピッチが数ｍｍ程度である場合であれば、Ｙ軸方向の数百μｍ〜数ｍｍ程度の範囲を撮像可能に設けられてなるのが好ましい。

【0058】

なお、Ｙ軸方向におけるラインカメラ４３の配置ピッチは、基板ＷにおけるＰ１ラインの形成ピッチの整数倍とされてなる。本実施の形態では、ラインカメラ４３の配置ピッチは、基板ＷにおけるＰ１ラインの形成ピッチの１５倍に設定されているものとする。

【0059】

また、ラインカメラ４３は、カメラ固定部４１がＸ軸正方向とＸ軸負方向とで往復移動する際に、その往復双方向において、撮像を行えるようになっている。

【0060】

撮像部４が以上の構成を有することで、本実施の形態に係る形状測定装置１においては、それぞれのラインカメラ４３の上方にＰ１ラインが位置するように基板Ｗが主搬送部３によって搬送された状態で、カメラ固定部４１をＸ軸正方向または負方向に移動させつつラインカメラ４３によって断続的にまたは連続的に撮像することができるようになっている。そして、係る撮像を行った際の、それぞれのラインカメラ４３のＸ軸方向における撮像位置と、当該撮像位置で得られた撮像画像から直接に、あるいは適宜の画像処理を施すことなどによって特定される、Ｐ１ラインのＹ軸方向における存在位置や線幅との組合せからなるデータセット群が、撮影対象とされたＰ１ラインの位置および形状を表すデータとして図示しない記憶部に記憶され、後段の加工処理（例えばＰ２ライン形成処理）に利用されるようになっている。撮像を連続的に行うか、あるいは断続的に行うか、および後者の場合の撮像間隔などは、必要とするＰ１ラインの形状の精度や、データの演算処理を行う図示しない演算処理装置（コンピュータ）の演算能力と要求されるタクトタイムとのバランスなどから適宜に定めればよい。

【0061】

なお、本実施の形態に係る形状測定装置１においては、撮像部４に、複数のラインカメラ４３に加えて複数の（本実施形態では３つの）エリアカメラ４４が備わっている。より詳細には、一のエリアカメラ４４と一のラインカメラ４３とがＹ軸方向において同一の位置となるように設けられてなる。エリアカメラ４４は、ラインカメラ４３による撮像が良好に行えない場合や、ラインカメラ４３によってはＰ１ラインの位置を特定するのが困難な場合などに、補助的に用いられる。ただし、エリアカメラ４４を備えるのは、本実施の形態において必須ではない。

【0062】

＜補助搬送部＞
互いに対をなす２つの補助搬送部５である第１補助搬送部５Ａと第２補助搬送部５Ｂとは、図２などに示すように、Ｘ軸方向において第１主搬送部３Ａと第２主搬送部３Ｂとの間に設けられてなるとともに、Ｙ軸方向において撮像部４を挟んで配置されてなる。

【0063】

第１補助搬送部５Ａは、装置外部からの基板Ｗの搬入を担うとともに、形状測定の途中で主搬送部３が基板ＷをＹ軸正方向に向けて搬送する際には、撮像部４よりもＹ軸方向負側でかつ基板Ｗの中央部分においてその搬送を補助する。また、第２補助搬送部５Ｂは、形状測定の途中で主搬送部３が基板ＷをＹ軸正方向に向けて搬送する際に、撮像部４よりもＹ軸方向正側でかつ基板Ｗの中央部分においてその搬送を補助するとともに、係る搬送の後には装置外部への基板Ｗの搬出を担う。

【0064】

図１３は、第１補助搬送部５Ａの斜視図である。図１４は、第１補助搬送部５ＡのＹ軸方向負側におけるＺＸ側面図である。図１５は、第１補助搬送部５ＡのＸ軸方向正側におけるＹＺ側面図である。上述のように、第１補助搬送部５Ａと第２補助搬送部５Ｂとは、Ｙ軸方向について対称であるので、以降、図１３ないし図１５に示した第１補助搬送部５Ａに２つの補助搬送部５を代表させてその構成を説明する。

【0065】

図５、図１４、および図１５などに示すように、それぞれの補助搬送部５は、基台２の上に固設されたテーブル状の支持台５０の上に、複数の第１補助ローラ５１と複数の第２補助ローラ５２とを備える。概略的にいえば、第１補助ローラ５１は、形状測定装置との外部との間で基板Ｗの搬入出を担うものであり、第２補助ローラ５２は、主搬送部３による基板の搬送の際にこれを補助する役割を担うものである。

【0066】

複数の第１補助ローラ５１は、Ｙ軸方向において離間配置された、それぞれが水平面内においてＸ軸方向に延在する複数のシャフト５１Ａに、所定の間隔で固設されてなる。本実施の形態では、１つの補助搬送部５につき８個のシャフト５１Ａが備わり、それぞれのシャフト５１Ａに８個の第１補助ローラ５１が設けられてなる。それぞれのシャフト５１Ａは、中央部分で２つの回転機構５１Ｂに軸支されるとともに、２つの端部側をシャフト支持部材５１Ｃによって下方側から軸支されてなる。これらの構成により、複数の第１補助ローラ５１は、それぞれのシャフト５１Ａを回転機構５１Ｂによって回転させることで、水平面内で同一の向きおよび回転速度にて同期回転するようになっている。なお、本実施の形態においては、Ｘ軸方向負側から正側を見た場合に、第１補助ローラ５１および第２補助ローラ５２が反時計回りに回転する場合を、第１補助ローラ５１が順方向に回転する、と規定する（第２補助ローラ５２も同様とする）。

【0067】

Ｘ軸方向における第１補助ローラ５１の配置位置は、全てのシャフト５１Ａにおいて同一となっている。結果として、複数の第１補助ローラ５１は、水平面内において格子状に配置されてなる。本実施の形態においては、６４個の第１補助ローラ５１が縦横８個ずつ格子状に配置されてなる。

【0068】

より詳細には、図２および図１５に示すように、第１補助搬送部５ＡのＹ軸方向においてもっとも負側に位置するシャフト５１Ａに固設された第１補助ローラ５１は、支持台５０よりもＹ軸方向負側に突出している。同様に、第２補助搬送部５ＢのＹ軸方向においてもっとも正側に位置するシャフト５１Ａに固設された第１補助ローラ５１は、支持台５０よりもＹ軸方向正側に突出している。

【0069】

加えて、シャフト支持部材５１Ｃは、支持台５０のＸ軸方向における中央部分に設けられ昇降機構５１Ｄに連結されてなる。昇降機構５１Ｄは、Ｚ軸方向の所定範囲で昇降自在とされてなる。これにより、昇降機構５１Ｄを昇降動作させることによって、全ての第１補助ローラ５１を同時にＺ軸方向に昇降させることが可能となっている。

【0070】

以降、昇降機構５１Ｄが上昇することで、それぞれの第１補助ローラ５１がＺ軸方向においてもっとも高い位置を取るときを、第１補助ローラ５１が支持位置にあるとする。第１補助ローラ５１が支持位置にあるとき、その最上端の位置は、吸着パッド３４の最上端の位置よりも高くなる。なお、後述するように、支持位置とは、基板Ｗの搬入および搬出を行う際の第１補助ローラ５１の高さ位置である。

【0071】

一方、昇降機構５１Ｄが下降することで、それぞれの第１補助ローラ５１がＺ軸方向においてもっとも低い位置を取るときを、第１補助ローラ５１が退避位置にあるとする。第１補助ローラ５１が退避位置にあるとき、その最上端の位置は、吸着パッド３４の最上端の位置よりも低くなる。なお、退避位置とは、撮像部４による撮像を行うべく、主搬送部３によって基板Ｗが搬送される際の第１補助ローラ５１の高さ位置である。

【0072】

換言すれば、全ての第１補助ローラ５１は、昇降機構５１Ｄの昇降動作によって、支持位置と退避位置との間で移動自在とされてなり、基板を搬入および搬出する際には支持位置に配置され、形状測定を行うときは退避位置に配置されるようになっている。

【0073】

複数の第２補助ローラ５２は、Ｘ軸方向に沿って離間配置された、それぞれが水平面内においてＹ軸方向に延在する複数の細い角棒状のローラ支持部材５２Ａに、所定の間隔で設けられた、Ｘ軸方向を回転軸とする回転自在なフリーローラである。それぞれのローラ支持部材５２Ａは、支持台５０に固設された３つの脚部５２Ｂによって支持されている。なお、ローラ支持部材５２Ａは、昇降機構５１Ｄが昇降動作を行って第１補助ローラ５１が支持位置と退避位置との間で昇降する際に、シャフト５１Ａやシャフト支持部材５１Ｃと干渉しないように設けられてなる。

【0074】

本実施の形態では、１つの補助搬送部５につき１３個のローラ支持部材５２Ａが備わり、それぞれのローラ支持部材５２Ａに７個の第２補助ローラ５２が設けられてなる。

【0075】

より詳細には、図２、図１３、および図１５に示すように、第１補助搬送部５Ａのそれぞれのローラ支持部材５２Ａは、Ｙ軸方向の正側において撮像部４の上方にまで突出している。同様に、第２補助搬送部５Ｂのそれぞれのローラ支持部材５２Ａは、Ｙ軸方向の負側において撮像部４の上方にまで突出している。それぞれの突出部分の端部にも、第２補助ローラ５２が設けられてなる。ただし、図２からもわかるように、この突出部分においては、細い角棒状をなしているローラ支持部材５２ＡはＸ軸方向における各ラインカメラ４３の移動位置の上方に位置するものの、第２補助ローラ５２は干渉しないようになっているので、ラインカメラ４３の撮像可能範囲においては、ローラ支持部材５２Ａのみ、その一部を塞ぐことになるが、ラインカメラ４３がＸ軸方向を移動する間の撮像を断続的なものとするとともに、その撮像位置をローラ支持部材５２Ａの配置位置を除外して設定することで、係る配置関係に基づく不具合は回避できる。あるいは、ローラ支持部材５２Ａの配置位置は固定されているので、ラインカメラ４３による撮像画像から、その配置位置に応じた一定の位置に形成されるローラ支持部材５２Ａの像を除外することでも、係る配置関係に基づく不具合は回避できる。

【0076】

それぞれの第２補助ローラ５２は、その最上端の位置が吸着パッド３４の最上端の位置と略同じとなるように設けられてなる。これにより、基板Ｗが吸着パッド３４によって下方から支持されつつ主搬送部３によって搬送されている間、第２補助ローラ５２は下方側から基板Ｗの裏面に当接し、移動する基板Ｗとの摩擦に伴って従動回転する。結果として、第２補助ローラ５２は、基板Ｗが主搬送部３によって搬送されている間、基板Ｗの中央部分にて基板Ｗを下方から支持してその搬送を補助する役割を果たしている。係る第２補助ローラ５２を備えることにより、主搬送部３のみによる搬送では基板Ｗに撓みが生じ得る場合であっても、基板Ｗをより平坦に保って搬送し、形状測定に供することが出来る。

【0077】

＜形状測定装置の動作＞
次に、以上のような構成を有する形状測定装置１の動作と、その際の各部の配置関係について説明する。具体的には、基板Ｗの搬入、Ｐ１ラインの形状測定、および、基板Ｗの搬出について、順に説明する。

【0078】

まず、基板Ｗの搬入に際しては、第１補助搬送部５Ａの第１補助ローラ５１を上昇させて支持位置に配置する。そして、回転機構５１Ｂを動作させて、全ての第１補助ローラ５１を順方向に回転させる。これにより、形状測定装置１は、基板Ｗの搬入が可能な状態となる。

【0079】

形状測定装置１が係る状態になると、前工程でＰ１ライン形成済みの基板Ｗが、Ｐ１ラインの延在方向がＸ軸方向となる姿勢にて装置外部からコンベア等によって搬送され、回転する第１補助ローラ５１上にＹ軸方向負側から載置される。すると、基板Ｗは、手前側にある第１補助ローラ５１から順に下方から当接支持されつつ、当該第１補助ローラ５１の回転によってＹ軸正方向へと搬送されていく。これにより、形状測定装置１に対する基板Ｗの搬入が実現される。

【0080】

基板Ｗの搬送方向先端部が第１補助搬送部５ＡのＹ軸方向において最も撮像部４寄りの第１補助ローラ５１上にまで到達すると、回転機構５１Ｂの動作は停止される。これにより、基板Ｗは、第１補助ローラ５１によって支持された状態で静止する。係る静止の後、昇降機構５１Ｄを動作させて、第１補助ローラ５１を退避位置へと下降させると、基板Ｗも併せて下降するが、その途中において、基板Ｗの裏面は吸着パッド３４（および第２補助ローラ５２）と接触する。これにより、基板Ｗは第１補助ローラ５１からは離隔し、その裏面を吸着パッド３４（および第２補助ローラ５２と）によって支持されるようになる。換言すれば、基板Ｗを裏面から支持していた第１補助ローラ５１を支持位置から退避位置へと移動させることで、基板Ｗが第１補助ローラ５１から主搬送部３へと受け渡されたことになる。

【0081】

このように基板Ｗが主搬送部３に受け渡されると、２つの主搬送部３のそれぞれに備わる１対の第１位置決めローラ３５と、１対の第２位置決めローラ３６とを作動させることによって、基板Ｗの正確な位置決めが行われる。より詳細には、第１位置決めローラ３５をＸ軸方向に進退動作させることによってＸ軸方向の位置決めが行われ、第２位置決めローラ３６をＺ軸方向を回動軸として回動動作させることによってＹ軸方向の位置決めが行われる。

【0082】

係る位置決めが完了すると、吸着パッド３４により基板Ｗが吸着保持される。これにより、図３および図４に例示する基板Ｗの保持状態が実現される。

【0083】

このように基板Ｗが吸着パッド３４により吸着保持された時点で、Ｐ１ラインの形状測定が開始される。

【0084】

図１６は、形状測定装置１においてＰ１ラインを測定する際の基板Ｗとラインカメラ４３の配置関係の変化を模式的に示す図である。なお、図示の簡単のために、図１６（ａ）〜図１６（ｅ）のうち図１６（ａ）においてのみ破線にてＰ１ラインＬを例示し、図１６（ｂ）〜図１６（ｅ）ではＰ１ラインの図示を省略している。また、図１６（ａ）においてＰ１ラインＬは直線として図示しているが、実際のＰ１ラインは、微小な湾曲等が存在する曲線として形成されてなる。また、カメラ固定部４１がその可動範囲のうちＸ軸方向の負側端部にあるときの各ラインカメラ４３の位置が、形状測定を開始する際の各ラインカメラ４３の初期位置であるとする。

【0085】

本実施の形態に係る形状測定装置１には、上述のように撮像部４に３つのラインカメラ４３が備わっているので、１度に３つのＰ１ラインを撮像することが可能である。図１６においてはそれら３つのラインカメラ４３をＹ軸方向の正側より順にラインカメラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃとする。

【0086】

より詳細には、上述したように、撮像部４におけるラインカメラ４３の配置ピッチは、基板ＷにおけるＰ１ラインの形成ピッチの１５倍となっているので、最初に撮像される３本のＰ１ラインＬは互いに１５本ずつ離れている。Ｙ軸方向において最も正側に設けられたＰ１ラインＬ（Ｌ１）をラインカメラ４３ａの撮像対象とした場合、その１５本先のＰ１ラインＬ（Ｌ１６）がラインカメラ４３ｂの撮像対象となり、さらに１５本先の３１本目のＰ１ラインＬ（Ｌ３１）がラインカメラ４３ｃの撮像対象となる。

【0087】

図１６（ａ）は、図３および図４に例示した場合と同様、形状測定開始前の基板Ｗの保持状態を模式的に示す上面図である。

【0088】

形状測定を開始するにあたっては、初めに、図１６（ａ）において矢印ＡＲ１にて示すように、最初の撮像対象となるＰ１ラインＬが、撮像部４の３つのラインカメラ４３それぞれの撮像可能範囲に位置するところまで、主搬送部３が基板ＷをＹ軸正方向へと搬送する。図１６（ｂ）に搬送後の基板Ｗとラインカメラ４３との配置関係を示す。

【0089】

係る形状測定の際の主搬送部３による基板Ｗの搬送は、吸着パッド３４が基板Ｗを吸着保持した状態の基板搬送体３１を、搬送ガイド部３２に沿ってＹ軸正方向へと移動させることで実現される。加えて、係る搬送の際には、第２補助ローラ５２が基板Ｗの裏面側に当接し、かつ、基板Ｗの移動に伴って従動回転する。これにより、基板Ｗはスムーズに搬送される。例えば、基板Ｗに撓みが生じ得る場合にも、スムーズな搬送が行える。なお、このとき、第１補助ローラ５１は退避位置にあるので、基板Ｗと接触することはない。

【0090】

図１７は、３本のＰ１ラインＬ１、Ｌ１６、Ｌ３１を撮像対象とすべく基板Ｗを移動させた後の、基板Ｗと、主搬送部３の基板保持部３３および吸着パッド３４と、ラインカメラ４３（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）とのＺＸ面内における配置関係を示す図である。このとき、図１７に示すように、ＺＸ面内においては、それぞれのラインカメラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃの鉛直上方位置と、撮像対象であるＰ１ラインＬ１、Ｌ１６、Ｌ３１の位置とが、一致している。また、各ラインカメラ４３のＹ軸方向におけるピッチをＤ１とし、各基板保持部３３のＹ軸方向におけるピッチ（つまりは各吸着パッド３４の）ピッチをＤ２とするとき、両者は、上述のように、Ｄ２＝Ｄ１をみたすように設定されてなる。

【0091】

図１７に示す状態で、図１６（ｂ）に矢印ＡＲ２にて示すように各ラインカメラ４３を同時にＸ軸正方向に移動させながら（より厳密にはカメラ固定部４１を移動させながら）、各ラインカメラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃによって、基板Ｗの裏面側より、撮像対象たるＰ１ラインＬ１、Ｌ１６、Ｌ３１を断続的または連続的に撮像する。これにより、３本のＰ１ラインＬ１、Ｌ１６、Ｌ３１について、基板ＷのＸ軸方向の両端部間にわたっての広範囲な撮像が実現される。図１６（ｃ）に撮像後の基板Ｗとラインカメラ４３との配置関係を示す。

【0092】

係る撮像が完了すると、次に撮像対象とするＰ１ラインをそれぞれのラインカメラ４３の撮像範囲に位置させるべく、図１６（ｃ）に矢印ＡＲ３にて示すように、主搬送部３によって再び基板Ｗが移動させられる。このときの主搬送部３による基板Ｗの移動距離は、一の基板Ｗについて測定対象とするＰ１ラインの総本数をどのように定めるかによって、適宜に定められてよい。図１６（ｄ）に搬送後の基板Ｗとラインカメラ４３との配置関係を示す。

【0093】

タクトタイムを短縮したい場合など、全てのＰ１ラインの撮像が不要であるような場合であれば、例えば、ラインカメラ４３のピッチに合致するピッチにて存在するＰ１ラインＬのみを撮像対象とする態様であってもよい。本実施の形態のように、３つのラインカメラ４３がピッチＤ１で備わっている場合であれば、主搬送部３によってＹ軸正方向に距離３Ｄ１だけ基板Ｗを移動させることによって、最初に撮像した３本のＰ１ラインと同様、１５本間隔での撮像を繰り返し行うことができる。

【0094】

あるいは、全てのＰ１ラインを撮像対象とするのであれば、最初に撮像した３本のＰ１ラインにそれぞれ隣り合う３本のＰ１ラインを撮像すべく、主搬送部３によってＹ軸正方向に距離Ｄ１／１５だけ基板Ｗを移動させればよい。

【0095】

このように、主搬送部３の移動距離を適宜に定めることで、種々の態様にて測定対象を設定することが可能である。

【0096】

なお、撮像対象とするＰ１ラインの位置によっては、そのＸ軸方向両端部の位置が吸着パッド３４による吸着位置となっている場合もある。この場合、その部分についてはＰ１ラインの撮像が行えないものの、当該両端部を除いた、Ｘ軸方向に延在する当該Ｐ１ラインの大部分については、撮像が可能であるので、実用上は問題はない。

【0097】

基板Ｗの移動がなされると、今度は、図１６（ｄ）に矢印ＡＲ４にて示すように各ラインカメラ４３を同時にＸ軸負方向に移動させながら（より厳密にはカメラ固定部４１を移動させながら）、各ラインカメラ４３ａ、４３ｂ、４３ｃによって、基板Ｗの裏面側より、新たな撮像対象たる３本のＰ１ラインＬを断続的または連続的に撮像する。これにより、係る３本のＰ１ラインＬについて、基板ＷのＸ軸方向の両端部間にわたっての撮像が実現される。図１６（ｅ）に撮像後の基板Ｗとラインカメラ４３との配置関係を示す。

【0098】

係る撮像が完了すると、次に撮像対象とするＰ１ラインをそれぞれのラインカメラ４３の撮像範囲に位置させるべく、図１６（ｅ）に矢印ＡＲ５にて示すように、主搬送部３によって再び基板Ｗが移動させられる。以降、撮像対象たるＰ１ラインＬの撮像が全て完了するまで、同様の処理を順次に繰り返せばよい。

【0099】

このような態様にて形状測定を行うことで、本実施の形態に係る形状測定装置１によれば、複数のＰ１ラインが形成されてなる基板Ｗについて、測定したいＰ１ラインを適宜に選択しつつ、その形状を延在方向全般に渡って広範囲に測定することが可能である。これにより、Ｐ１ラインの形成位置情報が精度良く得られるので、後段のＰ２工程におけるＰ２ラインの形成を、Ｐ１ラインの形成位置に精度良く倣わせて行うことが可能となる。

【0100】

なお、形状測定の開始当初、基板Ｗの搬送は第１補助搬送部５Ａに備わる第２補助ローラ５２によって補助されているが、基板Ｗの搬送が進み、基板Ｗが撮像部４の上方を通過するにつれて、その役割は徐々に第２補助搬送部５Ｂに備わる第２補助ローラ５２に引き継がれて行く。

【0101】

全ての撮像が完了すると、基板Ｗは、主搬送部３によって、その搬送方向最後端部が第２補助搬送部５ＢのＹ軸方向において最も撮像部４寄りの第１補助ローラ５１上に到達するところまで搬送される。

【0102】

基板Ｗが当該位置まで到達すると、吸着パッド３４による基板Ｗの吸着を解除するともに、第２補助搬送部５Ｂの第１補助ローラ５１を退避位置から支持位置まで上昇させる。この上昇途中で、第２補助搬送部５Ｂの第１補助ローラ５１が基板Ｗの裏面に当接することにより、基板Ｗは、主搬送部３から第２補助搬送部５Ｂへと受け渡される。

【0103】

第１補助ローラ５１が支持位置に到達すると、回転機構５１Ｂを動作させて、第１補助ローラ５１を順方向に回転させる。すると、基板Ｗは、当該第１補助ローラ５１の回転によってＹ軸正方向へと搬送されていき、そのＹ軸方向先端部側から、装置外に備わるコンベア等へと受け渡される。これにより、形状測定装置１からの基板Ｗの搬出が実現される。

【0104】

以上、説明したように、本実施の形態によれば、Ｐ１ラインの形状を測定する形状測定装置１が、基板の搬送を主にその裏面端部を吸着保持することによって行うとともに、ラインカメラをＰ１ラインの延在方向に沿って基板の一方端部から他方端部にかけて移動させつつＰ１ラインを撮像するように構成されてなることで、複数のＰ１ラインが形成されてなる基板について、測定したいＰ１ラインを適宜に選択しつつ、その形状を延在方向全般に渡って広範囲に測定することが可能である。これにより、Ｐ１ラインの形成位置情報が精度良く得られるので、後段のＰ２工程におけるＰ２ラインの形成を、Ｐ１ラインの形成位置に精度良く倣わせて行うことが可能となる。

【0105】

＜変形例＞
上述の実施の形態においては、Ｙ軸方向におけるラインカメラ４３の配置ピッチや基板保持部３３の配置ピッチを固定的なものとして取り扱っているが、形状測定装置１は、これらの配置ピッチを可変に構成されていてもよい。係る場合、測定対象たる基板ＷにおけるＰ１ラインの形成ピッチに応じて、ラインカメラ４３や基板保持部３３のピッチを調整することが可能となる。これにより、種々の基板Ｗを対象とするＰ１ライン測定が可能となる。

【0106】

上述の実施の形態においては、第１補助ローラ５１が回転機構５１Ｂによって回転するものとしているが、これに代わり、第１補助ローラ５１も第２補助ローラ５２と同様、基板の搬入および搬出の際に、移動する基板に当接することで従動回転するようになっていてもよい。係る場合、装置外部の搬送機構が基板を形状測定開始位置まで搬入し、形状測定後の基板を測定終了位置から搬出することになる。

【符号の説明】

【0107】

１ 形状測定装置
２ 基台
３ 主搬送部
３Ａ 第１主搬送部
３Ｂ 第２主搬送部
４ 撮像部
５ 補助搬送部
５Ａ 第１補助搬送部
５Ｂ 第２補助搬送部
３１ 基板搬送体
３２ 搬送ガイド部
３３ 基板保持部
３４ 吸着パッド
３４１ 吸引孔
３５ 第１位置決めローラ
３６ 第２位置決めローラ
４１ カメラ固定部
４２ カメラガイド部
４３（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ） ラインカメラ
４４ エリアカメラ
５０ 支持台
５１ 第１補助ローラ
５１Ａ シャフト
５１Ｂ 回転機構
５１Ｃ シャフト支持部材
５１Ｄ 昇降機構
５２ 第２補助ローラ
５２Ａ ローラ支持部材
Ｌ（Ｌ１、Ｌ１６、Ｌ３１） Ｐ１ライン
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】