特許 6871034 評価方法及び計測装置

(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】6871034

(24)【登録日】2021年4月19日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】評価方法及び計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 21/16 20060101AFI20210426BHJP

   C23C 14/54 20060101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   G01B21/16

   C23C14/54 G

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-59089(P2017-59089)

(22)【出願日】2017年3月24日

(65)【公開番号】特開2018-162985(P2018-162985A)

(43)【公開日】2018年10月18日

【審査請求日】2020年3月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】110000305

【氏名又は名称】特許業務法人青莪

(72)【発明者】

【氏名】朝比奈 伸一

(72)【発明者】

【氏名】中尾 裕利

(72)【発明者】

【氏名】吉田 雄一

(72)【発明者】

【氏名】坂内 雄也

【審査官】 眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０８４５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０６９３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ２１／００−２１／３２

Ｃ２３Ｃ １４／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の一方の面に、板厚方向に貫通する透孔を備えて基板への処理範囲を規定するマスクプレートを近接配置し、マスクプレートから基板に向かう方向をＺ軸方向上として、基板上にタッチプレートを介して複数個の磁石を列設してなる磁石アレイを配置することで、当該基板を挟み込むようにしてタッチプレートにマスクプレートを密着させたとき、基板とマスクプレートとの密着状態を評価するための評価方法において、
Ｚ軸方向に直交する平面内で互いに直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、投光素子と受光素子とを有する第１計測部をマスクプレートのＺ軸方向下方に離隔配置し、投光素子からの光が基板下面で反射する位置を起点位置として、この起点位置から第１計測部を計測対象物に対してＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向に相対的に走査し、投光素子からの光がマスクプレートで反射する計測位置にて投光素子から光を照射して受光素子でその反射光を受光することで、第１計測部の走査経路における第１計測部に対するマスクプレートの変位量に応じた第１走査データを取得する第１工程と、
空間磁束密度の測定が可能な第２計測部をマスクプレートのＺ軸方向下方に離隔配置し、起点位置からの第１計測部の走査経路に沿って第２計測部を走査すると共に、取得済みの走査データを基にマスクプレートからＺ軸方向に上動または下動させながら、マスクプレートの下面から所定距離離れた位置での空間磁束密度についての第２走査データを取得する第２工程とを含むことを特徴とする評価方法。

【請求項2】

前記第１計測部と第２計測部とをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動自在な単一の支持台に設置し、各計測位置にて前記第１工程と前記第２工程を連続して実施することを特徴とする請求項１記載の評価方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２記載の評価方法であって、マスクプレートの各透孔が下方向に向けて末拡がり内面を持つものにおいて、前記第１走査データを取得するときの前記計測位置に、透孔の下面内縁部で反射する光を受光するものを含むことを特徴とする評価方法。

【請求項4】

請求項３記載の評価方法であって、投光素子から基板に対して垂直に光を照射するものにおいて、
投光素子からの光が基板下面で反射する位置を起点位置とし、この起点位置から第１計測部を基板に対してＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向に相対的に走査し、投光素子からの光が基板下面で反射する複数の位置にて受光素子でその反射光を受光し、ＸＹ平面に対する基板の傾きを計測する工程と、投光素子からの光が基板に対して直角に入射するように、計測した基板の傾きに応じて第１計測部及び第２計測部を傾動させる工程とを更に含むことを特徴とする評価方法。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項記載の評価方法を実施する計測装置であって、
前記第１計測部と前記第２計測部とが単一の支持台に設けられ、前記第１計測部をＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向に水平移動可能であって前記第２計測部をＺ軸方向に上下動可能な移動部を備えることを特徴とする計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板の一方の面に、板厚方向に貫通する透孔を備えて基板への処理範囲を規定するマスクプレートを近接配置し、マスクプレートから基板に向かう方向をＺ軸方向上として、基板上にタッチプレートを介して複数個の磁石を列設してなる磁石アレイを配置することで、当該基板を挟み込むようにしてタッチプレートにマスクプレートを密着させたとき、基板とマスクプレートとの密着状態を評価するための評価方法及びこの評価方法を実施する計測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、有機ＥＬデバイスを製造する方法の一つとして真空蒸着法が知られている。この真空蒸着法では、真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバ内に、ガラス基板等の基板と、板厚方向に貫通する透孔を備えて蒸着（処理）範囲を規定するマスクプレートとを重ね合わせて配置し、蒸着源より蒸着物質を昇華または気化させ、この昇華または気化した蒸着物質をマスクプレート越しに基板の一方の面（即ち、成膜面）に付着、堆積させることで、各種の薄膜が所定のパターンで成膜される（例えば、特許文献１参照）。この場合、マスクプレートの下方に蒸着源を配置し、所謂デポアップ式で成膜することが通常である。

【0003】

また、真空蒸着による成膜時、所定のパターンで成膜された薄膜に所謂マスクボケ（即ち、マスク越しに所定の薄膜を所定の基準膜厚で成膜し、例えば一方向に沿う薄膜の膜厚分布をみたとき、基準膜厚で成膜される範囲がマスクの一方向の開口幅より狭く、この開口幅を超えた所定の範囲まで成膜されてしまうこと）が発生することを可及的に抑制するために、基板とマスクプレートとをその全面に亘って密着させることが好ましい。このことから、複数個の磁石を列設してなる磁石アレイを吸着手段として用い、マスクプレートを設置した後、その上方から位置合わせして基板を重ね、基板上にタッチプレートを介して吸着手段を配置することで当該基板を挟み込むようにしてタッチプレートにマスクプレートを密着させることが一般に行われている。

【0004】

ところで、近年では、処理すべき基板として大型で板厚の薄いもの（例えば、１５００ｍｍ×１８００ｍｍ×厚さ０．５ｍｍ）が用いられるようになっており、これに伴い、マスクプレートの各透孔を通過して基板に成膜される膜が断面略矩形の輪郭を持つように高精度に成膜するために、マスクプレートとしては数μｍ〜数百μｍの板厚である箔状のものが用いられるようになっている。このため、撓み易い基板とマスクプレートとをその全面に亘って確実に密着させることが難しく、基板面内においてマスクボケが局所的に発生する場合がある。

【0005】

上記マスクボケは、成膜される基板の下面とマスクプレートの上面との間に所定以上のギャップ（数μｍ以上の隙間）が局所的に発生していることに起因するが、このようなギャップは、マスクプレートの撓みや歪だけでなく、磁石アレイを構成する各磁石の個体差、その組付誤差或いは磁力の経時変化に伴う基板面内における磁石アレイの空間磁束密度の相違により発生しているものと推測される。そこで、このようなマスクボケは製品歩留まりを低下させる要因となるため、成膜される基板の下面とマスクプレートの上面との間でギャップを発生させる原因、即ち、本発明で言うところの基板とマスクプレートとの密着状態を評価するための評価方法の開発が望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３−９３２７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、以上の点に鑑み、磁石アレイを用いて基板を挟み込むようにしてタッチプレートにマスクプレートを密着させたときの基板とマスクプレートとの密着状態を評価することができる評価方法及びこの評価方法を実施する計測装置を提供することをその課題とするものである。

【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、本発明の評価方法は、基板の一方の面に、板厚方向に貫通する透孔を備えて基板への処理範囲を規定するマスクプレートを近接配置し、マスクプレートから基板に向かう方向をＺ軸方向上として、基板上にタッチプレートを介して複数個の磁石を列設してなる磁石アレイを配置することで、当該基板を挟み込むようにしてタッチプレートにマスクプレートを密着させたとき、基板とマスクプレートとの密着状態を評価するための評価方法において、Ｚ軸方向に直交する平面内で互いに直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、投光素子と受光素子とを有する第１計測部をマスクプレートのＺ軸方向下方に離隔配置し、投光素子からの光が基板下面で反射する位置を起点位置として、この起点位置から第１計測部を計測対象物に対してＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向に相対的に走査し、投光素子からの光がマスクプレートで反射する計測位置にて投光素子から光を照射して受光素子でその反射光を受光することで、第１計測部の走査経路における第１計測部に対するマスクプレートの変位量に応じた第１走査データを取得する第１工程と、空間磁束密度の測定が可能な第２計測部をマスクプレートのＺ軸方向下方に離隔配置し、起点位置からの第１計測部の走査経路に沿って第２計測部を走査すると共に、取得済みの走査データを基にマスクプレートからＺ軸方向に上動または下動させながら、マスクプレートの下面から所定距離離れた位置での空間磁束密度についての第２走査データを取得する第２工程とを含むことを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、起点位置において第１計測部の投光素子からの光を基板下面の所定位置に対して照射し、この下面からの反射光を受光素子で受光し、これを基準とする。次に、例えば投光素子から照射される光のスポット径を走査ピッチとして、この走査ピッチで起点位置から第１計測部を相対的に走査し、投光素子から光を照射していくと、マスクプレート下面で反射するもの、マスクプレートの透孔の内面で反射するものや、基板下面で再度反射するものが順次繰り返して受光素子で受光され、これらから第１計測部に対するマスクプレートの変位量に応じた矩形波状の第１走査データが取得できる。なお、取得した第１走査データによれば、例えば各計測位置でのピーク値とマスクプレートの板厚とから基板とマスクプレートとの間の（上下方向の）ギャップが夫々計測でき、これら計測されたギャップからマスクプレート面内における撓みを評価することができる。

【0010】

次に、第１走査データが取得されると、起点位置から第１計測部の走査経路に沿って第２計測部を走査し、第１計測部での測定位置毎に、基板の下面から所定距離離れた位置での空間磁束密度が測定される。このとき、取得済みの第１走査データを基にマスクプレートからＺ軸方向に上動または下動させることで、基板とマスクプレートとの間に発生し得るギャップの影響を受けない、マスクプレートの下面から常に所定の距離離れた位置での空間磁束密度についての第２走査データを取得することができる。

【0011】

これら取得した第１走査データと第２走査データとから基板とマスクプレートとの密着状態を評価することができる。即ち、例えば第２走査データにて各測定位置での空間磁束密度が所定の範囲内の値であるにも拘わらず、第１走査データにて基板の下面とマスクプレートの上面との間に、所定のパターンで成膜された薄膜にマスクボケを生じさせる所定以上のギャップが発生している場合には、マスクプレートの歪や撓みが原因であると評価することができる。他方、第１走査データにて所定以上のギャップが発生している測定位置にて、第２走査データの空間磁束密度が他の測定位置のものと比較して異なっている場合には、例えば磁石アレイに吸着力が局所的に弱い部分があると評価することができる。

【0012】

このように本発明では、同一の測定位置にて基板の下面とマスクプレートの上面との間のギャップと、基板の下面から所定の距離離れた位置での空間磁束密度とを計測することで、所定以上のギャップを発生させる原因としての基板とマスクプレートとの密着状態を効果的に評価できる。そして、本発明を適用すれば、マスクプレートとして数μｍ〜数百μｍの板厚である箔状のものを用いるときに当該マスクプレートの撓みを考慮して、基板とマスクプレートとをその全面に亘って確実に密着させるための磁石アレイの開発（磁石種やその形状、各磁石の配列等）にも有効利用できる。また、第１走査データの取得は第２走査データの取得に比較して多大な時間を要することから、基板面内の所定の範囲内でのみ第１走査データと第２走査データとを取得し、第１走査データと第２走査データとから、基板の下面とマスクプレートの上面との間に発生する所定以上のギャップと、そのときの空間磁束密度との相関を予め評価しておき、基板面内のその他の個所においては、第２走査データのみ取得して基板面内の全体に亘る基板とマスクプレートとの密着状態の評価に利用することもできる。なお、本発明の評価方法は、大気中だけでなく、真空雰囲気でも実施することができ、例えば、大気圧下の基板を真空チャンバ内に搬送するために、この真空チャンバにゲートバルブを介して連設されるロードロックチャンバにて行い、真空雰囲気中で計測後のものを搬送してそのまま成膜を行うことができる。

【0013】

また、本発明において、大型の基板に対しその全面に亘ってマスクプレートとの密着状態を効率よく評価するために、前記第１計測部と第２計測部とをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動自在な単一の支持台に設置し、各計測位置にて前記第１工程と前記第２工程を連続して実施することが好ましい。

【0014】

ところで、マスクプレートに設けられる透孔の中には、例えば成膜レートの向上等の目的でマスクプレートの各透孔が下方向に向けて末拡がり内面を持つようにしたものがある。このような透孔をマスクプレートにエッチング等により形成すると、各透孔の末拡がり内面が歪んでいる場合があり、これに起因して、基板の下面とマスクプレートの上面との間に、測定誤差に起因する見かけ上のギャップが生じることがある。そこで、本発明では、マスクプレートの各透孔が下方向に向けて末拡がり内面を持つものにおいて、前記第１走査データを測定するときの前記計測位置に、透孔の下面内縁部で反射する光を受光するものを含むことが好ましい。これにより、当該計測位置でのピーク値とマスクプレートと板厚とが一致すれば、基板とマスクプレートとの間にギャップが発生していないと評価でき、矩形波のピーク値とマスクプレートの板厚との間に差があれば、この差を基板とマスクプレートとの間のギャップとして計測することができる。

【0015】

本発明において、より正確な計測を行うには、投光素子からの光が基板下面で反射する位置を起点位置とし、この起点位置から第１計測部を基板に対してＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向に相対的に走査し、投光素子からの光が基板下面で反射する複数の位置にて受光素子でその反射光を受光し、ＸＹ平面に対する基板の傾きを計測する工程と、投光素子からの光が基板に対して直角に入射するように、計測した基板の傾きに応じて第１計測部及び第２計測部を傾動させる工程とを更に含むことが好ましい。

【0016】

また、上記評価方法を実施する本発明の計測装置は、前記第１計測部と前記第２計測部とが単一の支持台に設けられ、前記第１計測部をＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向に水平移動可能であって前記第２計測部をＺ軸方向に上下動可能な移動部を備えることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】（ａ）は、本発明の実施形態の評価方法を実施する計測装置を示す模式断面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線に沿う模式断面図。

【図2】計測対象物を示す模式断面図。

【図3】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態におけるギャップの計測を説明する図。

【図4】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態における空間磁束密度の計測を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して、基板を矩形のガラス基板とし（以下、単に基板Ｓｗとする）、基板Ｓｗの一方の面に、板厚方向に貫通する透孔を備えて基板Ｓｗへの処理範囲を規定するマスクプレートＭｐを密着させたとき、基板ＳｗとマスクプレートＭｐとの間の密着状態を評価するための本発明の評価方法の実施形態を説明する。以下においては、マスクプレートＭｐから基板Ｓｗに向かう方向をＺ軸方向上として、Ｚ軸方向に直交する基板の一方の面内で互いに直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。

【0019】

図１を参照して、ＬＣは、基板Ｓｗに対して真空蒸着法による成膜が実施できる真空チャンバ（図示省略）にゲートバルブ（図示省略）を介して連設された予備チャンバである。予備チャンバＬＣには真空ポンプＰｕが接続され、その内部を大気圧から所定圧力まで真空引きできるようになっている。予備チャンバＬＣには、本実施形態の評価方法を実施する計測装置Ｍｍが設けられている。計測装置Ｍｍは、第１計測部１ａと、第２計測部１ｂと、これら両計測部１ａ，１ｂをＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向に水平移動可能であってＺ軸方向に上下動可能な移動部２とで構成されている。移動部２は、予備チャンバＬＣの底面にＸ軸方向に沿って敷設された２本のレール２１，２１に摺動自在に係合するスライダ２２を有する門型のフレーム２３を備え、図示省略のモータにより所定のピッチでＸ軸方向にフレーム２３が進退できるようになっている。また、フレーム２３には、Ｙ軸方向にのびる第１送りねじ２４が設けられ、第１送りねじ２４に支持台１１の図示省略する取付部が螺合し、支持台１１が図示省略のモータにより所定のピッチでＹ軸方向に進退できるようになっている。更に、フレーム２３には、Ｚ軸方向にのびる支柱部に沿って２本の他の第２送りねじ２５，２５が設けられ、第２送りねじ２５，２５には、第１送りねじ２４の両端に夫々設けた支持枠２４ａの図示省略する取付部が螺合し、支持台１１が図示省略のモータにより所定のピッチでＺ軸方向に上下動できるようになっている。そして、単一の支持台１１に第１計測部１ａと第２計測部１ｂとが設けられている。この場合、図１（ｂ）に示す移動部２の原点位置から支持台１１がＸ軸方向に沿って移動（走査）される（図１（ｂ）中、左から右に向って移動される）とき、Ｘ軸方向前方に第１計測部１ａが、Ｘ軸方向後方に第２計測部１ｂが夫々位置するようにしている。

【0020】

第１計測部１ａは、投光素子１２と受光素子１３とを有する変位センサで構成される。この場合、投光素子１２としては、半導体レーザーやファイバーヘッド等を用いることができ、受光素子１３としては、ＣＭＯＳやＣＣＤを用いることができ、また、その計測方法としては、反射光をもとに三角測量の原理で計測するものや、投影したレーザーとその反射光の位相差で計測するものが利用できる。また、μｍオーダーのギャップを効率よく計測するために、広帯域レーザーを使用して分光干渉法により変位量を計測できるものが好ましい。他方、第２計測部１ｂは、ホール素子を有する磁気センサで構成され、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸全ての方向における空間磁束密度（Ｇ）を測定できるようになっている。なお、第１及び第２の各計測部１ａ，１ｂ自体は公知のものであるため、これ以上の詳細な説明は省略する。また、特に図示して説明しないが、計測装置Ｍｍの作動はマイクロコンピュータ、シーケンサやメモリ等を備える公知の制御手段により統括制御されると共に、制御手段により計測値のデータ処理や、処理したデータのディスプレイ（表示手段）への表示などが行われるようになっている。

【0021】

第１及び第２の各計測部１ａ，１ｂから離隔した予備チャンバＬＣの上部空間には支持枠３が設けられ、支持枠３で計測対象物Ｍｏが後述のマスクプレートＭｐを下側にした姿勢で支持できるようにしている。図２を参照して、計測対象物Ｍｏは、マスクプレートＭｐと基板ＳｗとタッチプレートＴｐと磁石アレイＭａとで構成される。マスクプレートＭｐは、常温付近で熱膨張率が小さい金属材料から選択され、例えばインバーで作製される。マスクプレートＭｐには、板厚方向に貫通する複数の透孔Ｍｆが所定のパターンで開設されている。この場合、マスクプレートＭｐとしては、透孔Ｍｆを通過して基板Ｓｗに成膜される膜が断面略矩形の輪郭を持ち、かつ、このような膜を高精度に成膜するために、数μｍ〜数百μｍの板厚である箔状のものが用いられ、マスクプレートＭｐより板厚の厚い支持枠（図示省略）で保持されるようになっている。また、透孔Ｍｆの内面は、成膜レートを向上させる目的で、下方に向けて末広がりなすり鉢状に開設されている（図３参照）。この場合、マスクプレートＭｐの上面での透孔Ｍｆの輪郭は、円形や長円等、成膜しようとするパターンに応じて適宜設定される。なお、このような透孔Ｍｆを開設すると、各透孔の末拡がり内面が歪んでいる場合があり、これに起因して、基板ＳｗとマスクプレートＭｐとの間に、測定誤差に起因する見かけ上のギャップが生じることがある。

【0022】

タッチプレートＴｐは、透磁率が小さい金属材料から選択され、例えば、オーステナイト系ステンレスが用いられる。この場合、基板Ｓｗが密着するタッチプレートＴｐの下面は、所定の平坦度を有するように加工され、タッチプレートＴｐに基板Ｓｗがその全面に亘って密着したとき、基板Ｓｗを平坦に保持する役割を果たすようにしている。磁石アレイＭａは、板状のヨークＹｏと、ヨークＹｏの下面に、同一形状かつ同種のＹ軸方向に長手の棒状磁石ＢｍをＸ軸方向に間隔を存してかつ下側の磁極を交互に変えて列設して構成されている。以下に、基板ＳｗとマスクプレートＭｐとの間の密着状態を評価するための評価方法を具体的に説明する。

【0023】

先ず、予備チャンバＬＣ内で計測対象物Ｍｏを準備する。予備チャンバＬＣに設けた支持枠３上にマスクプレートＭｐを設置する。次に、マスクプレートＭｐ上に位置合わせして基板Ｓｗを重ね合わせる。この場合、マスクプレートＭｐと基板Ｓｗとの所定位置にはアライメントマーク（図示せず）が設けられ、アライメントマークをＣＣＤカメラ等で撮像しながら、マスクプレートＭｐに対する基板Ｓｗの位置が調整される。そして、基板Ｓｗ上に、その上方から下降させてタッチプレートＴｐを載置した後、その上方から下降させてタッチプレートＴｐ上に磁石アレイＭａを設置する。これにより、基板Ｓｗを挟み込むようにしてタッチプレートＴｐにマスクプレートＭｐが吸着され、計測対象物Ｍｏが準備される。

【0024】

次に、計測対象物Ｍｏが準備されると、第１工程が実施される。即ち、投光素子１２からの光が基板Ｓｗの下面Ｓｗ１で反射する位置を起点位置とし（図３（ａ）中、第１計測部１ａが最左端にある位置）、この起点位置にて、投光素子１２から光を基板Ｓｗの下面Ｓｗ１の所定位置（光がマスクプレートＭｐの透孔Ｍｆを通過する位置）に対して照射し、この基板Ｓｗの下面Ｓｗ１からの反射光を受光素子１３で受光し、これを基準とする。そして、移動部２により第１計測部１ａを起点位置からＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向に相対的に走査する。ここで、例えば、投光素子１２から照射される光のスポット径を走査ピッチとし、この走査ピッチで起点位置から、図３（ａ）中右側に向かって第１計測部１ａを相対的に走査し、投光素子１２から光を照射していくと、マスクプレートＭｐの透孔Ｍｆの内面で反射する光、透孔Ｍｆの下面内縁部Ｍｐ２で反射する光（つまり、図３（ａ）中、透孔Ｍｆの左側のエッジでの反射光）、マスクプレートＭｐの下面Ｍｐ１で反射する光、透孔Ｍｆの他の下面内縁部Ｍｐ２で反射する光（つまり、図３（ａ）中、透孔Ｍｆの右側のエッジでの反射光）、及び、透孔Ｍｆの他の下面内縁部Ｍｐ２で反射する光（つまり、透孔Ｍｆのエッジでの反射光）が順次受光素子１３で受光され、これを一周期としてこの操作が繰り返される（図３（ａ）参照）。これにより、第１計測部１ａに対するマスクプレートＭｐの変位量に応じた矩形波状の第１走査データ（図３（ｂ）参照）を取得できる。マスクプレートＭｐに撓みが生じているような場合には、例えば、マスクプレートＭｐの下面Ｍｐ１で反射する各計測位置でのピーク値とマスクプレートＭｐの板厚とから、基板Ｓｗの下面Ｓｗ１とマスクプレートＭｐの上面Ｍｐ３との間のギャップＧｐを計測することができる。

【0025】

次に、第１走査データが取得されると、この第１走査データを基に第２工程が実施される。即ち、移動部２により支持台１１上の第２計測部１ｂが起点位置に戻され、第１計測部１ａの走査経路に沿って第２計測部１ｂを走査し、第１計測部１ａでの測定位置毎に、第２計測部１ｂにより空間磁束密度（Ｇ）が測定される。このとき、図４（ａ）に示すように、取得済みの第１走査データを基に、マスクプレートＭｐに対して支持台１１をＺ軸方向に上動または下動させることで、基板Ｓｗの下面Ｓｗ１とマスクプレートＭｐの上面Ｍｐ３との間に発生しているギャップＧｐの影響を受けない、第２計測部１ｂによりマスクプレートＭｐの下面Ｓｗ３から常に所定の距離Ｄｓだけ離れた位置での空間磁束密度（Ｇ）についての第２走査データを取得することができる（図４（ｂ）参照）。

【0026】

第１走査データと第２走査データとが取得されると、これらから基板ＳｗとマスクプレートＭｐとの密着状態が評価される。即ち、例えば、図４（ｂ）に示すように、第２走査データにて各測定位置での空間磁束密度（Ｇ）が所定の範囲内の値であるにも拘わらず、図３（ｂ）に示すように、第１走査データにて基板Ｓｗの下面Ｓｗ１とマスクプレートＭｐの上面Ｍｐ３との間に、所定のパターンで成膜された薄膜にマスクボケを生じさせる所定以上のギャップＧｐが発生している場合には、マスクプレートＭｐの歪や撓みが原因であると評価することができる。他方、第１走査データにて所定以上のギャップＧｐが発生している測定位置にて、第２走査データの空間磁束密度（Ｇ）が他の測定位置のものと比較して異なっている場合には、例えば磁石アレイＭａに吸着力が局所的に弱い部分があると評価することができる。

【0027】

以上説明したように、同一の測定位置にて基板Ｓｗの下面Ｓｗ１とマスクプレートＭｐの上面Ｍｐ３との間のギャップＧｐと、マスクプレートＭｐの下面Ｍｐ１から所定の距離離れた位置での空間磁束密度（Ｇ）とを計測することで、所定以上のギャップＧｐを発生させる要因としての基板ＳｗとマスクプレートＭｐとの密着状態を効果的に評価することができる。そして、上記のように第１走査データと第２走査データとを取得できれば、マスクプレートＭｐとして数μｍ〜数百μｍの板厚である箔状のものを用いるときにマスクプレートＭｐの撓みを考慮して、基板ＳｗとマスクプレートＭｐとをその全面に亘って確実に密着させるための磁石アレイＭａの開発（磁石種やその形状、各磁石の配列等）にも有効利用できる。

【0028】

上述したように、マスクプレートＭｐ上に基板Ｓｗを重ね合わせ、基板Ｓｗ上にその上方から下降させてタッチプレートＴｐを載置した後、その上方から下降させてタッチプレートＴｐ上に磁石アレイＭａを設置することで基板Ｓｗを挟み込むようにしてタッチプレートＴｐにマスクプレートＭｐが吸着させる場合、基板Ｓｗ１には、その自重やその外周縁部がマスクプレートＭｐの支持枠で支持されることで撓みが発生する一方で、長手の棒状磁石ＢｍをＸ軸方向に間隔を存して設けた磁石アレイＭａ（即ち、Ｘ軸方向に空間磁束密度（Ｇ）の高い部分と低い部分とが正弦波状に繰り返すもの）でマスクプレートＭｐが吸着されることで、マスクプレートＭｐにより上方に押し上げられる力の作用する。このため、計測対象物Ｍｏを準備した状態では、基板Ｓｗの下面Ｓｗ１は単純な平面とはならない場合が多い。そこで、基板Ｓｗの下面Ｓｗ１を基準面として空間磁束密度（Ｇ）が評価される（なお、本発明では、実際の測定点が基準面としての基板Ｓｗの下面Ｓｗ１から下方に離れた（オフセット）した位置での空間磁束密度（Ｇ）の測定で評価する）。

【0029】

空間磁束密度（Ｇ）を評価するにあたっては、ＩＳＯ ２５１７８で示されるパラメータと同様の評価を用いることができる。この場合、例えば「最大山高さ」が高ければ、マスクプレートＭｐと基板Ｓｗとの密着が向上するとは言えない場合がある。即ち、上記磁石アレイＭａで空間磁束密度（Ｇ）を高くすれば、その分「谷」も深くなるため、これでは基板Ｓｗの下面Ｓｗ１を平滑化できない。また、上記評価基準として例えばクルトシス（尖り度）で磁石アレイＭａの磁気回路を評価し、磁気回路設計の良否判定を行うことができる。更に、マスクプレートＭｐの形状によっては、磁束の波長方向との相関が存在する場合がある。このような場合には、測定した空間磁束密度（Ｇ）を空間パラメーターの表面性状の方向（Ｓｔｄ）で評価することが考えられる。

【0030】

このように本発明では、基板Ｓｗの下面Ｓｗ１から所定距離離れた位置における空間磁束密度（Ｇ）を測定することで、基板Ｓｗの下面Ｓｗ１の表面性状を多種の側面から評価を行うことができると共に、同一の計測位置にて基板Ｓｗの下面Ｓｗ１とマスクプレートＭｐの上面Ｍｐ３との間のギャップＧｐの情報を取り込むことで、空間磁束密度（Ｇ）の分布との相関を容易に把握することができる。つまり、磁石アレイＭａの空間磁束密度（Ｇ）が吸着時に基板Ｓｗの下面Ｓｗ１にあらわれる表面粗さで評価される。この場合、空間磁束密度（Ｇ）を表面粗さ同様に評価するには、３軸方向で取得される空間磁束密度（Ｇ）を１軸方向のデータ（例えば、基板Ｓｗの下面Ｓｗ１の法線方向のデータ、または、Ｚ軸方向のデータ）に変換すればよい。なお、このような基板Ｓｗの下面Ｓｗ１の表面性状を多種の側面から評価や、ギャップＧｐと空間磁束密度（Ｇ）との相関を把握は、上記制御手段により行うことができ、その結果をディスプレイ（表示手段）に表示できるように制御手段とディスプレイとから評価システムを構築しておくこともできる。

【0031】

なお、第１走査データの取得は第２走査データの取得に比較して多大な時間を要することから、基板Ｓｗ面内の所定の範囲内でのみ第１走査データと第２走査データとを取得し、第１走査データと第２走査データとから、基板Ｓｗの下面Ｓｗ１とマスクプレートＭｐの上面Ｍｐ３との間に発生する所定以上のギャップＧｐと、そのときの空間磁束密度（Ｇ）との相関を予め評価しておき、基板Ｓｗ面内のその他の個所においては、第２走査データのみ取得して基板Ｓｗ面内の全体に亘る基板ＳｗとマスクプレートＭｐとの密着状態の評価に利用することもできる。また、上記においては、第１走査データを取得した後、移動部２により支持台１１上の第２計測部１ｂを一旦起点位置に戻し、第１計測部１ａでの測定位置毎に、第２計測部１ｂにより空間磁束密度（Ｇ）を測定しているが、これに限定されるものではない。例えば、移動部２により第１計測部１ａを起点位置からＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向に相対的に走査し、測定位置にて第１計測部１ａに対するマスクプレートＭｐの変位量を測定した後、この変位量に応じて移動部２により支持台１１をＺ軸方向に上動または下動させ、同一の計測位置にて第１走査データの取得に連続して空間磁束密度（Ｇ）に関する第２走査データの取得、即ち、各計測位置にて第１工程と第２工程とを連続して実施するようにしてもよい。これによれば、基板Ｓｗが大型であっても、その全面に亘ってマスクプレートＭｐとの密着状態を効率よく評価することができ、有利である。

【0032】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜変形が可能である。上記実施形態では、計測装置Ｍｍの移動部２として、フレーム２３や送りねじ２４，２５を備えるものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、各計測部１ａ，１ｂを支持する単一の支持台１１をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動できるものであれば、その形態は問わない。例えば、支持台１１にＺ軸方向に上下動自在なステージ（図示せず）を設け、ステージ上に空間磁束密度（Ｇ）を測定する計測部１ｂを設けるようにしてもよい。他方、第１計測部１ａと、第２計測部１ｂとを別々に移動できるように構成することもでき、また、支持台１１を固定とし、計測対象物ＭｏをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動できるように構成することもできる。更に、支持台１１に角度調整機構を付設し、マスクプレートＭｐに対する光の入射角やマスクプレートＭｐでの反射角を調整できるように構成することができる。

【0033】

ところで、図２及び図３（ａ）に示すような下方に向けて末拡がりな内面を持つ透孔ＭｆをマスクプレートＭｐにエッチング等により形成すると、各透孔Ｍｆの末拡がり内面が歪んでいる場合があり、これに起因して、基板ＳｗとマスクプレートＭｐとの間に、測定誤差に起因する見かけ上のギャップが生じることがある。このような場合には、計測位置として、透孔Ｍｆの下面内縁部Ｍｐ２で反射する光を受光するものを含むことで、当該計測位置でのピーク値とマスクプレートＭｐの板厚とが一致すれば、基板ＳｗとマスクプレートＭｐとの間のギャップＧｐは生じていないと評価でき、矩形波のピーク値とマスクプレートＭｐの板厚との間に差があれば、この差を基板Ｓｗの下面Ｓｗ１とマスクプレートＭｐの上面Ｍｐ３との間のギャップＧｐとして計測することができる。

【0034】

また、計測位置として、透孔Ｍｆの下面内縁部Ｍｐ２で反射する光を受光することを含む場合、精度よく測定するには、投光素子１２から基板Ｓｗに対して垂直に光を照射する必要がある。そこで、投光素子１２からの光が基板Ｓｗの下面Ｓｗ１で反射する位置を起点位置とし、この起点位置から第１計測部１ａを計測対象物Ｍｏに対してＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向に相対的に走査し、投光素子１２からの光が基板Ｓｗの下面Ｓｗ１で反射する複数の位置（少なくとも３点）にて受光素子１３でその反射光を受光し、ＸＹ平面に対する基板Ｓｗの傾きを計測する。そして、計測した基板Ｓｗの傾きに応じて、公知のチルト機構等を用いて支持台１１、ひいては第１計測部１ａを傾動させれば、投光素子１２からの光を基板Ｓｗに対して直角に入射させることができ、有利である。

【0035】

ところで、第１計測部１ａとして分解能の高いものを用いる場合、第１計測部１ａとマスクプレートＭｐとの距離を短くする必要がある。このため、マスクプレートＭｐの撓み量が多い場合等には、第１計測部１ａを移動させると、第１計測部１ａがマスクプレートＭｐに接触する虞がある。そこで、計測部１ａとは別に、計測部１ａとマスクプレートＭｐとの距離を長くできる分解能の低い他の計測部を更に設け、この他の計測部により基板Ｓｗの傾きや撓みを上記と同様にして計測し、第１計測部１ａを移動させてもマスクプレートＭｐに接触しないことを確認して走査するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0036】

Ｇｐ…ギャップ、Ｓｗ…基板、Ｍｐ…マスクプレート、Ｔｐ…タッチプレート、Ｍａ…磁石アレイ、Ｂｍ…磁石、１ａ…変位センサ（第１計測部）、１２…投光素子、１３…受光素子、１ｂ…磁気センサ（第２計測部）、２…移動部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】