專利名稱：用于檢查基板的表面的測(cè)量裝置和測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種用于檢查基板的表面的測(cè)量裝置和測(cè)量方法，該測(cè) 量裝置具有傳感器，該傳感器可以以預(yù)定的距離定位在要測(cè)量的表面上方。
背景技術(shù)：
在平面的表面檢查的領(lǐng)域上，傳感器一般以預(yù)定的距離定位在要測(cè) 量的基板表面上方。該定位通常通過(guò)定位系統(tǒng)進(jìn)行，傳感器利用該定位 系統(tǒng)可以定位在平4亍于要測(cè)量的表面的平面內(nèi)。通過(guò)定位系統(tǒng)的相應(yīng)的 控制，可以由此例如通過(guò)回形的運(yùn)動(dòng)掃描整個(gè)要測(cè)量的表面。為了實(shí)現(xiàn) 高的測(cè)量精度，還使用了具有多個(gè)單個(gè)傳感器的傳感器，這樣通過(guò)多個(gè) 測(cè)量點(diǎn)的同時(shí)測(cè)量，將確定表面的測(cè)量時(shí)間相應(yīng)于單個(gè)傳感器的數(shù)量得 到降低對(duì)。
根據(jù)要進(jìn)行的測(cè)量任務(wù)的類型使用了不同的傳感器。對(duì)于光學(xué)的檢 查通常應(yīng)用具有例如行傳感器或者平面?zhèn)鞲衅鞯恼障鄼C(jī)。對(duì)于電容的測(cè) 量任務(wù)應(yīng)用一個(gè)測(cè)量頭或者多個(gè)測(cè)量頭，該測(cè)量頭利用一定的交流或者 直流電壓推動(dòng)。通過(guò)相應(yīng)的測(cè)量頭的小的電流用作測(cè)量信號(hào)，該電流根 據(jù)在測(cè)量頭和要測(cè)量的表面的相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)之間的電容確定。
這樣例如已知一種方法，該方法能夠?qū)?yīng)用于液晶顯示器(LCD) 的基板的導(dǎo)體線路結(jié)構(gòu)在LCD完成之前鑒于可能的故障進(jìn)行檢查。通過(guò) 在測(cè)量頭和導(dǎo)體線^各結(jié)構(gòu)的位于測(cè)量頭對(duì)面的區(qū);成之間的相應(yīng)的電容
的測(cè)量可以由此識(shí)別不希望的導(dǎo)體線^各結(jié)構(gòu)的短;洛、斷^各和縮頸。這樣
的故障可以或者在LCD基板的進(jìn)一步加工之前維修，或者將該LCD基板 從生產(chǎn)過(guò)程中剔除。由此無(wú)論如何都可以明顯降低液晶顯示器的生產(chǎn)成本。
在傳感器和要測(cè)量的基板表面之間的距離的高精度的調(diào)整和保持 一般對(duì)于精確的檢查是必需的。但是如果要測(cè)量的基板具有不平的或者 是輕微波紋的表面，那么精確的距離的保持明顯變困難。因此為了測(cè)量 不平的表面必須應(yīng)用定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)不僅能夠獲得傳感器在平行 于要測(cè)量的表面的平面內(nèi)的定位，而且也能夠獲得垂直于這個(gè)平面的定位。不過(guò)這樣的垂直于要測(cè)量的表面的定位一般導(dǎo)致測(cè)量過(guò)程的變慢以 及導(dǎo)致測(cè)量精度的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種測(cè)量裝置和一種測(cè)量方法，它們也能 夠?qū)崿F(xiàn)不平的基板表面的精確測(cè)量。
該任務(wù)通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決。本發(fā)明有利的實(shí)施方式在從 屬權(quán)利要求中說(shuō)明。
利用獨(dú)立權(quán)利要求1說(shuō)明了一種用于檢查基板的表面的測(cè)量裝置。
該測(cè)量裝置具有(a)保持元件以及(b)安裝在保持元件上的空氣支承 的元件，該空氣支承的元件這樣構(gòu)造，使得它可以與要檢查的基板表面 一起構(gòu)成空氣支承，并且所述空氣支承的元件具有彈性，從而該空氣支 承的元件可以匹配表面的不平度。所述的測(cè)量裝置此外具有(c)至少 一個(gè)傳感器，該傳感器安裝在空氣支承的元件上，并且該傳感器被設(shè)置 用于檢測(cè)基板的表面。
本發(fā)明基于這種認(rèn)識(shí)，即空氣支承的元件借助柔性的傳感器支架實(shí) 現(xiàn)。該柔性的傳感器支架在此可以不應(yīng)用完全剛性的元件或者是剛性的 材料來(lái)構(gòu)造。由此該空氣支承的元件類似于一條可以輕微彎曲的尺，它 能夠在可能存在的不平度下匹配要檢查的表面。空氣支承的元件的柔性 的設(shè)計(jì)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)特別是對(duì)要檢查的基板表面的長(zhǎng)作用范圍的波紋 或者波浪度的匹配。
該空氣支承的元件例如可以借助具有必需的柔性的薄玻璃實(shí)現(xiàn)。同 樣該柔性的空氣支承的元件可以至少部分由塑料例如聚氯乙稀(PVC) 制成，或者由纖維增強(qiáng)的材料例如碳纖維復(fù)合材料制成。
該保持元件例如是保持框架，該柔性的空氣支承的元件至少在兩側(cè) 固定在該保持元件中。在此該空氣支承的元件可以借助柔性的實(shí)體鉸鏈 固定在保持框架上。
就此而言，對(duì)實(shí)體鉸鏈的概念要理解為構(gòu)件的具有減小的彎曲剛度 的位置，該位置^皮構(gòu)件的鄰接的部位所限定，上述部位與實(shí)體4交鏈相比 具有明顯更高的彎曲剛度。以這種方式，保持元件和空氣支承的元件可 以作為運(yùn)動(dòng)副 一體地例如通過(guò)微機(jī)械的構(gòu)造方法來(lái)生產(chǎn)。所述減小的彎 曲剛度一般通過(guò)局部的橫截面減小來(lái)產(chǎn)生。在此橫截面可以只沿著一個(gè) 空間方向減小，或者也可以沿著多個(gè)空間方向減小。橫截面的變化可以具有不同的幾何形狀。如果橫截面沿著鉸鏈跳躍式地減小到更小的并且 此外在一定的距離上恒定的值，則產(chǎn)生板簧鉸鏈。不過(guò)橫截面也可以連 續(xù)地變化，這樣的逐漸變細(xì)部例如具有圓弧的形狀。
該空氣支承可以通過(guò)吹氣噴嘴實(shí)現(xiàn)，它構(gòu)造在柔性的空氣支承的元 件中。在傳感器和要檢查的基板表面之間的預(yù)定的測(cè)量距離，可以通過(guò) 氣動(dòng)的力之間的力平衡和例如通過(guò)重力來(lái)確定。該氣動(dòng)的力在此通過(guò)在 要測(cè)量的基板表面和柔性的空氣支承的元件之間的氣流產(chǎn)生。該力平衡 依賴測(cè)量頭的質(zhì)量，該測(cè)量頭包括空氣支承的元件和傳感器以及必要時(shí) 的保持元件。在此重力和氣動(dòng)的力彼此相向，其中例如通過(guò)氣流的提高 產(chǎn)生的氣動(dòng)的力的提高從而導(dǎo)致測(cè)量距離的變大，附加地可以通過(guò)反力 提高空氣支承的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。
在此要指出，在氣動(dòng)的力和其它的力之間也可以產(chǎn)生力平衡，這樣 也可以測(cè)量相對(duì)重力不是向上取向的表面。此外其它的力相比重力提供 了這種可能性，即檢查相對(duì)重力不是向下取向的基板表面。例如通過(guò)測(cè) 量頭的上面迫近，在下面借助真空抽吸，可以檢查這種基板表面，其中
在這種情況下，通過(guò)(a)在一側(cè)的氣動(dòng)力以及測(cè)量頭的重力與(b)在 另 一側(cè)的向上取向的真空抽吸的引力之間的力平4耔來(lái)確定測(cè)量距離。當(dāng) 然也可以進(jìn)行垂直或者傾斜延伸的表面的檢查，只要該測(cè)量頭在相應(yīng)的 角度下迫近在基板表面上。當(dāng)然也可以考慮與真空抽吸不同方式產(chǎn)生力 的可能方案。
根據(jù)本發(fā)明的按照權(quán)利要求2的一種實(shí)施例，該測(cè)量裝置附加地具 有定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)與保持元件和/或要檢查的基板連接，這樣傳 感器可以相對(duì)表面定位。
該定位系統(tǒng)可以是所謂的面定位系統(tǒng)，它可以進(jìn)行傳感器相對(duì)基板 表面的兩維的運(yùn)動(dòng)。在此不僅可以實(shí)現(xiàn)基板的兩維的定位，而且可以實(shí) 現(xiàn)測(cè)量頭的兩維的定位，該測(cè)量頭包括保持元件、空氣支承的元件和傳 感器。
定位系統(tǒng)也可以這樣設(shè)計(jì)，使得基板可以沿著第 一方向運(yùn)動(dòng)并且測(cè) 量頭可以沿著第二方向運(yùn)動(dòng)，該第二方向與第一方向成角度，優(yōu)選垂直 地取向。以這種方式可以通過(guò)兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)基板表面的精確 的兩維掃描。
當(dāng)然也可以只進(jìn)行測(cè)量頭相對(duì)基板的 一維的定位。在這種情況下也可以實(shí)現(xiàn)基板表面的平面掃描，即如果應(yīng)用了帶有多個(gè)傳感器的測(cè)量裝 置或者測(cè)量頭，所述傳感器例如布置成一列，該列與直線的運(yùn)動(dòng)方向成 角度或者優(yōu)選垂直地取向。
根據(jù)本發(fā)明的按照權(quán)利要求3的另一個(gè)實(shí)施例，該測(cè)量裝置附加地
具有緊急狀況涂層，該涂層構(gòu)造在空氣支承的元件上。這具有此優(yōu)點(diǎn)， 即在空氣支承的元件和基板表面之間例如由于吹氣產(chǎn)生裝置的故障出 現(xiàn)不希望的機(jī)械接觸的情況下，此情況導(dǎo)致空氣支承的崩潰，使要檢查 的基板表面不會(huì)損壞。例如特富龍涂層適合作為緊急狀況涂層。
緊急狀況涂層附加地具有此優(yōu)點(diǎn)，即安裝在空氣支承的元件上的傳 感器也可以防止由于基板受到損壞。
按照權(quán)利要求4，該測(cè)量裝置附加地具有預(yù)緊產(chǎn)生裝置，它這樣設(shè) 計(jì)，即空氣支承的元件可以在機(jī)械的預(yù)緊下引導(dǎo)到表面上。
這樣的預(yù)緊產(chǎn)生裝置的應(yīng)用具有此優(yōu)點(diǎn)，即可以保證空氣支承的元 件在基板的三維成形的表面上的特別好的匹配。以這種方式可以不僅在 時(shí)間上，而且在空間上保證，在一側(cè)的空氣支承的元件或者測(cè)量頭與在 另一側(cè)的要檢查的基板表面之間的始終恒定的距離。在應(yīng)用具有多個(gè)傳 感器的測(cè)量頭時(shí)，這些傳感器由此可以以相比較簡(jiǎn)單的方式以恒定的測(cè) 量距離在基板表面上方引導(dǎo)。
與空氣支承反作用的預(yù)緊產(chǎn)生裝置例如可以具有磁場(chǎng)產(chǎn)生單元，這 樣空氣支承的元件通過(guò)磁力壓向要檢查的表面的方向。該磁場(chǎng)產(chǎn)生單元 例如可以具有一個(gè)或者多個(gè)電^茲體，它們^人測(cè)量頭的方向看布置在基+反 后面。在電磁體的相應(yīng)的電流推動(dòng)下，會(huì)產(chǎn)生磁性元件的磁吸，該磁性 元件安裝在柔性的空氣支承的元件上。以這種方式可以產(chǎn)生空氣支承的 元件到基板表面的幾乎平面作用的吸引力，其中該平面作用的吸引力與 上面所述的氣動(dòng)力構(gòu)成力平衡。測(cè)量距離可以通過(guò)在氣動(dòng)的力和磁吸引 力之間的比例的相應(yīng)匹配來(lái)精確調(diào)整。
按照權(quán)利要求5，該預(yù)緊產(chǎn)生裝置是真空抽吸裝置。真空抽吸具有 此優(yōu)點(diǎn)，即在氣動(dòng)的空氣支承力和氣動(dòng)的真空吸力之間以簡(jiǎn)單的方式調(diào) 整有利于真空抽吸的穩(wěn)定的平衡。此外產(chǎn)生測(cè)量頭在要檢查的基板表面 上以精確確定的、例如為約幾個(gè)10|um的測(cè)量距離的附著。由于空氣支 承的元件的固有的柔性，整個(gè)測(cè)量頭由此可以幾乎準(zhǔn)確地匹配要4企查的 基板表面的波浪度。氣動(dòng)的預(yù)緊產(chǎn)生裝置的應(yīng)用相對(duì)其它同樣可以考慮的用于產(chǎn)生盡 可能均勻的預(yù)緊的可能性具有此優(yōu)點(diǎn)，即預(yù)緊產(chǎn)生裝置氣動(dòng)地與用于空 氣支承的元件在基板表面上的空氣支承的吹氣產(chǎn)生裝置結(jié)合。這例如可 以通過(guò)文杜利管噴嘴的應(yīng)用或者其它的氣動(dòng)元件的應(yīng)用進(jìn)行，這樣利用 單個(gè)的壓縮空氣或者真空產(chǎn)生裝置，不僅可以產(chǎn)生對(duì)空氣支承必需的吹 氣，而且產(chǎn)生對(duì)氣動(dòng)的預(yù)緊必需的負(fù)壓。
按照權(quán)利要求6，該測(cè)量裝置附加地具有至少一個(gè)距離傳感器，該 距離傳感器構(gòu)造在空氣支承的元件上。這具有此優(yōu)點(diǎn)，即在測(cè)量裝置工 作期間，至少在測(cè)量頭的預(yù)定的位置上可以進(jìn)行測(cè)量距離的控制。由此 例如可以在分析由傳感器獲取的測(cè)量信號(hào)時(shí)考慮距離信息。
優(yōu)選使用多個(gè)距離傳感器，這樣相應(yīng)的測(cè)量距離可以在測(cè)量頭的多 個(gè)確定的位置上獲取。
按照權(quán)利要求7,該距離傳感器是光學(xué)的距離傳感器和/或電容的距 離傳感器。
特別是共焦點(diǎn)的距離傳感器適合作為光學(xué)的距離傳感器，它相對(duì)基 于三角測(cè)量的測(cè)量原理的距離傳感器，具有照明和測(cè)量光線的同軸導(dǎo) 向，這樣距離測(cè)量可以在側(cè)面非常小的延伸的體積范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。此外共 焦點(diǎn)的距離傳感器具有此優(yōu)點(diǎn)，即具有非常高的精度測(cè)量非常小的測(cè)量 距離，也就是說(shuō)，以非常高的在ntn的數(shù)量級(jí)上的深度分辨率。共焦點(diǎn) 的距離傳感器例如在WO 2005/078383 Al、在EP 1 398597 Al或者在DE 19608468 Al中描述。除了共焦點(diǎn)的距離傳感器也可以使用干涉的傳感 器，該傳感器由于其高的分辨能力而提供合適的精度。
按照權(quán)利要求8，該測(cè)量裝置附加地具有調(diào)節(jié)單元，它與距離傳感
器和預(yù)緊產(chǎn)生裝置和/或與距離傳感器和吹氣產(chǎn)生裝置耦接。這具有此 優(yōu)點(diǎn)，即可以構(gòu)成封閉的，也就是說(shuō)，具有反饋的調(diào)節(jié)回路用于高度調(diào) 節(jié)，這樣可以保證在一側(cè)的空氣支承的元件或者測(cè)量頭與在另一側(cè)的要 檢查的基板表面之間的始終確定的測(cè)量距離。
利用獨(dú)立的權(quán)利要求9給出了一種用于檢查基板的表面的測(cè)量方 法。該測(cè)量方法具有下面的步驟將上述的測(cè)量裝置相對(duì)基板的表面移 動(dòng)，其中由于空氣支承的元件的彈性，其中至少一個(gè)的傳感器以到表面 的預(yù)定的測(cè)量距離運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識(shí)，即由于空氣支承的元件的柔性，測(cè)量裝置的測(cè)量頭能夠自動(dòng)匹配基板表面的三維的表面結(jié)構(gòu)。以這種方式，不僅 在時(shí)間上，而且在空間上可以保證至少 一 個(gè)傳感器到要檢查的表面的恒 定的距離。


本發(fā)明其它的優(yōu)點(diǎn)和特征下面由現(xiàn)在優(yōu)選的實(shí)施方式的示例的說(shuō)
明給出。在圖中以示意圖示出
圖1在橫截面圖中示出了柔性和氣動(dòng)預(yù)緊的傳感器支架對(duì)基板的波
浪表面的匹配。
圖2示出了在圖1中示出的傳感器支架的俯視圖。
在這里要補(bǔ)充說(shuō)明，在圖中相同的或者互相對(duì)應(yīng)的部件的標(biāo)記只在
它們的第一數(shù)字上不同。
具體實(shí)施例方式
圖1按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示出了一種測(cè)量裝置100,該測(cè)量裝 置具有一個(gè)柔性的傳感器支架120,該傳感器支架可以借助面定位系統(tǒng) 115在要檢查的基板140的表面1"上方運(yùn)動(dòng)。該定位在這種情況下可 以在一個(gè)通過(guò)X軸和Y軸形成的定位平面內(nèi)進(jìn)行。
測(cè)量裝置IOO具有一個(gè)保持元件110,該固定元件按照這里所示的 實(shí)施例是保持框架110。在固定框架上構(gòu)造有兩個(gè)固定元件in。柔性 的傳感器支架120通過(guò)各一個(gè)實(shí)體鉸鏈112與一個(gè)固定元件111連接。 柔性的傳感器支架120借助實(shí)體鉸鏈112的固定具有此優(yōu)點(diǎn)，即傳感器 支架120和兩個(gè)固定元件111可以一體地例如通過(guò)樣i機(jī)才成的構(gòu)造方法制 造。當(dāng)然也可以應(yīng)用任意的其它懸掛元件或者機(jī)械的連接元件來(lái)代替實(shí) 體鉸鏈112。
柔性的傳感器支架120裝備有多個(gè)傳感器130，它們沿著X軸布置 成一列。傳感器130可以是任意的傳感器，例如光學(xué)的、電容的和/或 電感的傳感器。傳感器130也可以平面地布置，這樣表面141可以以特 別有效的方式通過(guò)多個(gè)傳感器130的同時(shí)工作掃描。
柔性的傳感器支架120附加地具有多個(gè)吹氣通道Hl,它們以未示 出的方式與吹氣產(chǎn)生裝置132氣動(dòng)耦接。通過(guò)以壓縮空氣相應(yīng)于吹氣通 道131,由此產(chǎn)生一個(gè)氣流，該氣流在吹氣通道131的下端開(kāi)口上朝著 基板表面141的方向噴出。以這種方式在柔性的傳感器支架！20的下側(cè)面和表面1"之間產(chǎn)生一個(gè)氣墊，該氣墊產(chǎn)生傳感器支架120在要檢查 的表面141上的空氣支承。柔性的傳感器支架120就此而言因此也稱為 空氣支承的元件120。
空氣支承的元件120的正對(duì)要檢查的表面141的一側(cè)具有一個(gè)所謂 的緊急狀況涂層121。按照這里所示的實(shí)施例，對(duì)于緊急狀況涂層是指 特富龍涂層121,該涂層在吹氣產(chǎn)生裝置132的意外故障的情況下防止 傳感器130和/或基板表面141的損壞。
如由圖1可以看出，在該圖中為了更好的理解將基板表面141的波 紋強(qiáng)烈夸大地示出，空氣支承的元件120可以由于它的固有的柔性或者 彈性匹配表面141的波紋。以這種方式保證，雖然有基板表面141的所 示的波紋，所有的傳感器130還以基本上相同的測(cè)量距離處于表面1" 的上方。這也適合于柔性的傳感器支架120的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)空氣支承的元 j牛120可以動(dòng)態(tài);也匹配表面141的三維結(jié)構(gòu)。
在應(yīng)用用于空氣支承的元件120的相應(yīng)的彈性材料時(shí)，可以由此在 實(shí)際中毫無(wú)問(wèn)題地通過(guò)柔性的空氣支承的元件12 0的相應(yīng)的匹配來(lái)補(bǔ)償 沿著Z方向的表面波浪度，該表面波浪度在波峰和波谷之間具有數(shù)量級(jí) 為從50pm到150)Lim的最大高度差?？諝庵С械脑?20的高的柔性 在此也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)在平行于X軸和Z軸的平面內(nèi)具有相比較短的作用范 圍的波紋的匹配。
為了提高柔性的空氣支承的元件12 0特別在具有短的作用范圍的波 紋上的匹配精度，在柔性的空氣支承的元件120中構(gòu)造了附加的吸氣孔 133,它以未示出的方式與真空產(chǎn)生裝置134耦接。以這種方式，除了 柔性的傳感器支架120的朝著基板的方向作用的重力外，還產(chǎn)生附 加的吸力，該吸力將傳感器支架120朝著基板140的方向吸引。此時(shí)在 確定的測(cè)量距離下，在一側(cè)的吸引的重力和真空吸力與在另一側(cè)的排斥 的空氣支承力之間出現(xiàn)了力平衡，其中該空氣支承力通過(guò)由吹氣通道 231噴出的出氣產(chǎn)生。通過(guò)這些力的比例的相應(yīng)的選^^,可以調(diào)整單個(gè) 的傳感器130和基板表面141之間的測(cè)量距離。由此原因，不僅吹氣產(chǎn) 生裝置132,而且真空產(chǎn)生裝置134都與調(diào)節(jié)單元137耦接。
空氣支承的元件12 0例如可以借助具有必需的柔性的薄玻璃實(shí)現(xiàn)。 該柔性的空氣支承的元件同樣可以至少部分由塑料，例如聚氯乙稀 (PVC)制成或者由纖維增強(qiáng)的材料，例如碳纖維復(fù)合材料制成。陶瓷、玻璃或者碳纖維復(fù)合材料用于產(chǎn)生空氣支承的元件12 0的應(yīng)用具有此優(yōu) 點(diǎn)，即這些材料可以精密的加工，這樣吹氣通道131和/或吸氣孔233 可以以高的精度構(gòu)造在柔性的傳感器支架120中。
在此要指出，特別是吹氣通道131可以借助激光加工構(gòu)造。以這種 方式例如可以產(chǎn)生具有^U義4 jum的直徑的吹氣通道131以及因此相應(yīng) 降低的氣動(dòng)死點(diǎn)容積。
所述的測(cè)量裝置100例如可以在檢查半成品的液晶顯示器時(shí)應(yīng)用。 此時(shí)要檢查安裝在基板表面上的導(dǎo)體線路結(jié)構(gòu)，其中相應(yīng)的基板沿著基 板表面141具有數(shù)量級(jí)在從300mm到400mm的尺寸范圍內(nèi)的側(cè)面延伸尺 寸。當(dāng)然也可以利用本身柔性的傳感器支架120的所述的空氣支承檢查 具有其它尺寸的基板，其中由于柔性的傳感器支架120的匹配能力可以 對(duì)所有的傳感器1 30保證到要檢查的表面的盡可能恒定的測(cè)量距離。
所述的測(cè)量裝置100具有此優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)相應(yīng)的應(yīng)用，傳感器支架12 0 可以針對(duì)每個(gè)要檢查的表面141的大小進(jìn)行確定尺寸。由此可以對(duì)不同 的檢查任務(wù)生產(chǎn)適合的測(cè)量裝置100,該測(cè)量裝置由于應(yīng)用的傳感器支 架120的柔性，可以獲得對(duì)要檢查的表面的波浪度的動(dòng)態(tài)匹配。
圖2示出了在圖1中示出的傳感器支架120的俯視圖，該傳感器支 架現(xiàn)在設(shè)有標(biāo)記220。按照這里示出的實(shí)施例，在傳感器支架220中集成 了三個(gè)傳感器230。當(dāng)然也可以應(yīng)用明顯更多的傳感器230,這樣通過(guò) 平行掃描可以特別有效的，也就是說(shuō)特別快的檢查基板表面。 如由圖2可以看出，每個(gè)傳感器230配屬了兩個(gè)吸氣孔233以及多 個(gè)細(xì)的吹氣通道231,它們布置在相應(yīng)的傳感器230的左側(cè)和右側(cè)。才安 照這里示出的實(shí)施方式，直接在傳感器230旁邊構(gòu)造了兩個(gè)吸氣孔233。 之外稍遠(yuǎn)處是吹氣通道231。當(dāng)然也可以考慮任意的其它的幾何布置， 該布置在預(yù)定的測(cè)量距離下允許在一側(cè)的吸引的重力和真空吸力與在 另 一側(cè)的排斥的空氣支承力之間的力平衡。以這種方式在相比較短的作 用范圍的表面波紋的情況下，也可以保證傳感器支架2"的穩(wěn)定的高度 定位。
如此外由圖2可以看出，在傳感器支架"0中此外設(shè)有距離傳感器 235 。該距離傳感器與在圖2中未示出的調(diào)節(jié)單元(參見(jiàn)圖1,標(biāo)記l37) 連接，這樣實(shí)現(xiàn)一個(gè)封閉的調(diào)節(jié)回路，利用該調(diào)節(jié)回路精確調(diào)整傳感器 到要檢查的表面的測(cè)量距離，并且在測(cè)量工作期間可以保持不變。可以應(yīng)用光學(xué)的或者也可以是電容的距離傳感器作為距離傳感器。特別是共 焦點(diǎn)的距離傳感器適合作為光學(xué)的距離傳感器，其相對(duì)基于三角測(cè)量原 理的距離傳感器而言，具有照明和測(cè)量光線的同軸導(dǎo)向，這樣距離測(cè)量 可以在側(cè)面非常小地延伸的體積范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
在此要指出，這里說(shuō)明的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明的可能的實(shí)施變型 方案的有限的選擇。那么可以將單個(gè)的實(shí)施方式的特征以合適的方式互 相組合，從而對(duì)專業(yè)人員而言，利用這里說(shuō)明的實(shí)施變型方案也將多個(gè) 不同的實(shí)施方式明顯/>開(kāi)了 。附圖標(biāo)記列表100測(cè)量裝置
110保持元件/保持框架
111固定元件
112實(shí)體鉸鏈
115面定位系統(tǒng)
120空氣支承的元件/柔性的傳感器支架
121緊急狀況涂層/特富龍涂層
130傳感器
131吹氣通道
132吹氣產(chǎn)生裝置
133吸氣口
134真空產(chǎn)生裝置
137調(diào)節(jié)單元
140基板
141表面
220空氣支承的元件/柔性的傳感器支架
230傳感器
231吹氣通道
233吸氣口
235距離傳感器
權(quán)利要求
1. 用于檢查基板(140)的表面(141)的測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置具有●保持元件(110)●空氣支承的元件(120，220)，該空氣支承的元件安裝在所述保持元件(110)上，并且所述空氣支承的元件(120，220)這樣構(gòu)造，使得該空氣支承的元件能夠與要檢查的基板(140)的表面(141)一起構(gòu)成空氣支承，并且所述空氣支承的元件(120，220)具有彈性，從而該空氣支承的元件(120，220)能夠匹配表面(141)的不平度，●至少一個(gè)傳感器(130，230)，該傳感器安裝在所述空氣支承的元件(120，220)上，并且該傳感器設(shè)置用于檢測(cè)基板(140)的表面(141)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，附加地具有*定位系統(tǒng)(115),該定位系統(tǒng)與保持元件(110)和/或要檢查 的基板(140)耦接，從而傳感器(1 30, 230 )能夠相對(duì)表面(Ml ) 定位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1至2中任意一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，附加地具有， *緊急狀況涂層(121)，它構(gòu)造在空氣支承的元件(120)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，附加地具有， *預(yù)緊產(chǎn)生裝置U 33, 1 34, 233 ),該預(yù)緊產(chǎn)生裝置這樣設(shè)置，使得所述空氣支承的元件U20, 2W)能夠在機(jī)械預(yù)緊下引導(dǎo) 到表面(141 )上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量裝置，其中所述預(yù)緊產(chǎn)生裝置是真 空抽吸裝置(133， 1 34, 233 )。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4至5中任意一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，附加地具有， *至少一個(gè)距離傳感器(235 )，它構(gòu)造在空氣支承的元件(220 )上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置，其中所述距離傳感器是光學(xué) 的距離傳感器(235 )和/或電容的距離傳感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6至7中任意一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，附加地具有， 調(diào)節(jié)單元(137),它與距離傳感器(235 )和預(yù)緊產(chǎn)生裝置(133,,134, 233 )耦接和/或與距離傳感器(235 )和吹氣產(chǎn)生裝置(131，1 32, 231 )耦接。
9.用于檢查基板(140)的表面(141)的測(cè)量方法，該測(cè)量方法 具有下面的步驟*將根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置(100)相對(duì)基板(140)的表面(141 )移動(dòng)，其中由于空氣支承的元件(120，220 )的彈性，其中至少一個(gè)傳感器(130， 230 )以到表面(141 )的預(yù)定的測(cè)量距離運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
提出一種用于檢查基板(140)的表面(141)的測(cè)量裝置(100)。測(cè)量裝置(100)具有保持元件(110)和空氣支承的元件(120，220)，該空氣支承的元件安裝在保持元件(110)上，并且這樣構(gòu)造，使得它可以與要檢查的基板(140)的表面(141)一起構(gòu)成空氣支承，并且所述空氣支承的元件具有彈性，從而空氣支承的元件(120，220)可以匹配表面(141)的不平度。測(cè)量裝置(110)此外具有至少一個(gè)傳感器(130，230)，其安裝在空氣支承的元件(120，220)上，并且設(shè)置用于檢測(cè)基板(140)的表面(141)。由于空氣支承的元件(120，220)的彈性，所述至少一個(gè)傳感器(130，230)即使在要檢測(cè)的表面(141)具有波浪度的情況下也能夠以到表面(141)的預(yù)定的測(cè)量距離運(yùn)動(dòng)。此外描述了一種用于表面檢查的測(cè)量方法，其中所述的測(cè)量裝置(100)相對(duì)表面(141)移動(dòng)。
文檔編號(hào)G01R31/302GK101432628SQ200780015618
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月16日
發(fā)明者H·克勞斯曼, K·克拉格勒, M·紐瑟 申請(qǐng)人:西門子公司