[发明专利]用于检查基板的表面的测量装置和测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检查基板的表面的测量装置，这样的测量装置具有传感器，该传感器可通过表面定位系统以预设的间距定位在待测量的表面上方。此外，本发明还涉及一种具有多个前述类型的测量装置的测量系统。

背景技术

在平面的表面检查的领域中，传感器通常以预设的间距定位在待检测的基板表面上。通常通过定位系统来实现定位，传感器可通过该定位系统定位在平行于待测量的表面的平面内。因此，通过对定位系统进行相应控制，例如通过回形的移动可对整个待测量的表面进行扫描。为了实现高的测量速度，也设置有多个传感器，这些传感器具有多个单一传感器，从而通过同时测量多个测量点来降低用于对应于多个单一传感器的确定的面积的测量时间。

根据待输入的测量任务的类型而使用不同的传感器。在光学检查时，通常使用具有例如行扫描传感器或者平面传感器的摄像机。在电容性的测量任务时，使用一个或者多个测量电极，这些测量电极被施加交流或者直流电压。在各个测量电极上的较小的电流被作为测量信号，其取决于在测量电极之间或者待测量的表面的各个测量点之间的电容。

因此，例如已知一种方法，在该方法中，鉴于可能的缺陷，可以在制造LCD之前检查用于液晶显示器(LCD)的基板的印制导线结构。因此，通过在测量电极和印制导线结构的相对于测量电极的区域之间进行电容测量可以识别印制导线结构的不希望的短路、断路和断面收缩。这样的缺陷或者可以在LCD基板的继续加工之前被修理或者可以将该LCD基板从生产过程中挑出。因此，无论如何都可以显著降低液晶显示器的生产成本。

为了进行精确的检查，通常需要对传感器与待测量的基板表面之间的间距进行高精度的调整和保持。但是，当待测量的基板具有不平整的或者轻微波浪状的表面时，保持精确的间距显然是很困难的。因此，为了测量不平整的表面必须使用定位系统，该定位系统不仅可以将传感器定位在平行于待测量的表面的平面中，而且也可以垂直于该平面地定位。然而，这种垂直于待测量的表面的定位通常导致测量过程缓慢和测量精度的下降。

发明内容

本发明的目地在于提出一种测量装置，该测量装置可以实现对即使不平整的基板表面的精确测量。此外，本发明的目的还在于提出一种测量系统，该测量系统可以实现对不平整的表面的特别顺利的测量。

本发明的第一个目的通过具有独立权利要求1的特征的、用于检查基板的表面的测量装置实现。根据本发明的测量装置包括：测量头，该测量头具有用于检测表面的传感器以及设置在传感器旁侧的气动件。该气动件具有入口和至少一个向下取向的出口。此外，根据本发明的测量装置还包括：面定位系统，其被设置用来将测量头精确地定位在基板之上的x-y平面内；以及与入口气动耦合的压力空气生成装置，从而在利用压力空气加载气动件时测量头可以预设的高度定位在基板上方。

本发明基于这样的认识，即通过传感器的空气支承可以简单的方式实现传感器在基板表面上的精确的高度调整。通过出口喷出的空气产生气垫，测量头可以在气垫上自由地在基板表面上方滑动。因此，通过面定位系统仅确定了测量头相对于基板的x-y位置。气流的强度确定了气垫的高度并进而确定了测量头在基板表面上的垂直间距。

借助于气垫来支承测量头的显著优点在于，即使表面为波浪形的也能以简单的方式实现传感器的自动高度匹配。该自动高度匹配的基础在于，测量头始终以通过气垫的厚度确定的高度位于基板的待测量的区域之上。

根据权利要求2，测量装置附加地具有耦合装置，其设置在面定位系统与测量头之间。这具有这样的优点，即取决于各自待完成的检查任务来这样地构造耦合装置，即从平行于x-y平面的测量头的直线运动来看，测量头可以实现相对于定位系统的确定的运动。此外，耦合装置可以具有弹簧件，从而即使在定位系统的突然的运动时也可确保传感器的柔和定位。

根据权利要求3，耦合装置被这样地构造，即测量头可沿着垂直于x-y平面的z方向至少在确定的移动范围内自由移动。这具有这样的优点，即仅通过气垫就可确定传感器在基板上的高度。因此，通过对压力空气生成装置进行相应控制可以自由地确定传感器在基板上的高度。

根据权利要求4，耦合装置被这样地构造，即至少在确定的角度范围内测量头可以围绕轴线自由倾斜。在此，该轴线平行于x-y平面取向。优选地，耦合装置可以实现围绕每一条平行于基板表面的任意轴线倾斜，从而使传感器通过相应的倾斜调整也能与基板表面的短波浪的不平整性相匹配。