JP2000275140A - 基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、精度の高い被検査基板の外観検査
を実現できる基板検査装置を提供する。 【解決手段】 被検査基板１１を保持する基板ホルダ１
０を有する装置本体４全体を基台１のガイド１ａに沿っ
て直線移動可能にするとともに、装置本体４を回転部６
を介してＺ軸を中心に回転可能とし、さらに、基板ホル
ダ１０自身もフリクション機構を有する軸部１２を介し
てＺ軸と直交するＸ軸を中心に回転可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ（ＦＰＤ）のガラス基板などの外観検査に用
いられる基板検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＦＰＤのガラス基板などの基板検
査では、ガラス基板を手で保持し、照明光の範囲で移動
させながら、ガラス基板表面に照明光を当て、その反射
光の光学的変化から基板表面の傷などの欠陥部を観察す
る外観検査を可能にする方法が知られている。

【０００３】ところで、最近、ＦＰＤ用ガラス基板は、
大型画面への対応と、一枚のガラス基板から複数枚の製
品を得ることによる効率アップを図ることなどから、ま
すます大型化してきているが、このようにガラス基板が
大型化すると、手で保持することは難しくなり、観察が
不可能になっている。

【０００４】そこで、ガラス基板を手に代えて基板ホル
ダ上に載置し、この基板ホルダを移動させながらガラス
基板の外観観察を行なう基板検査装置が考えられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これまでの
基板検査装置では、基板ホルダの移動機構の制約などか
ら手の保持による検査方法と比較してガラス基板移動の
自由度がかなり制限され使いづらい欠点があった。

【０００６】また、従来の基板検査装置では、検査時の
揺動および移動機構を達成するため、ガラス基板の載置
方向が決められているが、最近では、スペースの限られ
た効果なクリーンルームでの利用効率アップの観点から
も、いろいろな方向からの載置を可能にしたものが望ま
れている。

【０００７】さらにまた、ガラス基板などは、非常に精
密なもので、わずかなパーティクルでも欠陥となる。一
般のクリーンルームの構造として天井からエアーを床に
向かって流し（ダウンフロー）、そのエアーによってパ
ーティクルを床下に流す構造になっている。このため、
装置の構造として発生するパーティクルをガラス基板に
落ちないようにするため、パーティクル発生源を隔離す
るか、できる限りガラス基板の下に配置する必要があっ
た。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、精度の高い被検査基板の外観検査を実現できる基板
検査装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
被検査基板を保持する基板保持手段を有する装置本体を
軸Ｚを中心に回転可能にした第１の回転支持手段と、前
記基板保持手段を前記軸Ｚに直交する軸Ｘを中心に回転
可能にした第２の回転支持手段とを具備したことを特徴
としている。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記基板保持手段は、該基板保持手段の基
板保持面上にあって前記Ｘ軸とＺ軸の交点で、且つ前記
Ｘ軸とＺ軸を有する面と垂直な軸Ｙを中心に前記被検査
基板を回転可能に保持する回転保持手段を有することを
特徴としている。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、基板保持手段の基板保持面が、前記第２の
回転支持手段により前記装置設置基準面に対して平行に
なる位置まで回転された状態で、該基板保持面が最上部
に位置されることを特徴としている。

【００１２】請求項４記載の発明は、前記基板保持手段
を前記Ｚ軸方向に移動させる移動手段と、これら移動手
段の移動負荷を緩和させる負荷緩和手段とを有し、これ
ら移動手段および負荷緩和手段を、前記基板保持手段を
支持する前記第２の回転支持手段の回転中心軸Ｘより下
方に配置したことを特徴としている。

【００１３】この結果、請求項１記載の発明によれば、
手動による独立した操作により、基板保持手段上の被検
査基板に対し左右および上下の揺動を加えながら自由度
の高い動きの下で、外観検査を行なうことができる。

【００１４】請求項２記載の発明によれば、被検査基板
をＺ軸およびＸ軸を中心とした回転だけでなく、Ｙ軸を
中心とした回転も得られ、さまざまな方向から外観検査
を行なうことができる。

【００１５】請求項３記載の発明によれば、基板保持手
段の基板保持面周囲に障害物が何も存在せず、基板保持
面上への被検査基板の載置方向に何らの制約を受けるこ
とがないようにできる。

【００１６】請求項４記載の発明によれば、移動手段お
よび負荷緩和手段でパーティクルが発生しても基板保持
手段に保持される被検査基板に影響を与えないようにで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。

【００１８】（第１の実施の形態）図１（ａ）（ｂ）
は、本発明が適用される基板検査装置の概略構成を示し
ている。図において、１は基台で、この基台１は、直線
方向に延びるガイド１ａと複数の固定脚２を有する。

【００１９】このような基台１により装置本体４を支持
している。装置本体４は、基台１のガイド１ａに沿って
移動される支持台５と、この支持台５に突設された軸部
５ｂに複数の軸受け６ａを介して回転可能に支持される
筒状の回転部６を有している。

【００２０】この場合、支持台５は、複数のローラ５ａ
を有していて、ガイド１ａに沿って図示矢印方向に移動
可能にしている。また、支持部５には、ガイド１ａに沿
った方向にシリンダ７、８を配置している。これらシリ
ンダ７、８は、ガイド１ａに沿った装置本体４の移動の
ために必要な力とほぼ同じ程度の動作力を有するもの
で、図示ない左スイッチを押しながら装置本体４を移動
させることで、シリンダ７の動作力が加わって軽い力で
装置本体４を図示左方向に移動可能とし、同様に、図示
ない右スイッチを押しながら装置本体４を移動させるこ
とで、シリンダ８の動作力が加わって軽い力で装置本体
４を図示右方向に移動可能にしている。これらスイッチ
を後述する基板支持台９の直立枠９ａ、９ｂ、好ましく
は直立枠９ａ、９ｂの取手部に設けると、スイッチの操
作性をよくすることができる。

【００２１】回転部６には、基板支持架台９を設けてい
る。この基板支持架台９は、対峙しする一対の直立枠９
ａ、９ｂと、これら直立枠９ａ、９ｂ間を連結する水平
枠９ｃを有する。水平枠９ｃの中央部を回転部６に固定
し、軸部５ｂを中心に回転可能になっている。

【００２２】そして、直立枠９ａ、９ｂ先端部に、基板
保持手段としての基板ホルダ１０を設けている。この基
板ホルダ１０は、ＦＰＤのガラス基板などの被検査基板
１１周縁部をエアなどを用いて吸着保持するもので、基
板ホルダ１０の両側縁の中央部をフリクション機構を有
する軸部１２、１２を介して直立枠９ａ、９ｂにＸ軸を
中心に回転可能に支持されている。この場合、軸部１
２、１２のフリクション機構は、図２に示すように軸部
１２の先端部を小径部１２ａに形成し、この小径部１２
ａにバネ１２ｂを介して直立枠９ａ（９ｂ）の先端部を
挿入するとともに、バネ性を有する押え板１２ｃを介し
てナット１２ｄにより締付け固定することで、基板ホル
ダ１０を所定角度回転させた状態で、この状態を維持で
きる程度のフリクションを得られるようにしている。

【００２３】一方、直立枠９ａ、９ｂは、伸縮可能な構
造になっていて、それぞれシリンダ１３、１４が埋設さ
れている。これらシリンダ１３、１４は、被検査基板１
１を保持した基板ホルダ１０の自重とバランスするよう
な押上げ力を有するもので、これらシリンダ１３、１４
の動作力により軽い力で基板ホルダ１０を上下動できる
ようにしている。

【００２４】次に、このように構成した実施の形態の動
作を説明する。

【００２５】最初に、基板ホルダ１０を、Ｚ軸方向に下
降させた後に、Ｘ軸を中心に水平状態になるまで回転さ
せ、装置本体４を基台１のガイド１ａに沿って基板渡し
位置まで移動させる。そして、図示しない基板搬送手段
より基板ホルダ１０上に被検査基板１１を載置して図示
しない位置決め部材により被検査基板１１を所定位置に
位置決めし、図示しない基板押え部材により吸着保持さ
せる。

【００２６】この状態から、再び装置本体４を基台１の
ガイド１ａに沿って外観観察のためのマクロ照明が用意
された観察位置まで移動し、この照明の下で外観検査を
行なう。

【００２７】基板ホルダ１０をＸ軸を中心に回転させて
被検査基板１１を所定の角度に傾けるとともに、基板支
持架台９の直立枠９ａ、９ｂの長さを調整して観察者の
観察しやすい高さに合わせる。そして、マクロ照明下で
被検査基板１１上を目視し、基板表面の観察を行なう
が、この場合、基板ホルダ１０の側部を持って引き押し
すると、装置本体４全体がＺ軸を中心に回転すること
で、左右方向の揺動を加えながらの外観観察が可能にな
り、また、基板ホルダ１０の上下端部を持って引き押し
すると、基板ホルダ１０がＸ軸を中心にも回転すること
で、上下方向の揺動を加えながらの外観観察が可能にな
る。

【００２８】その後、被検査基板１１の検査を終了した
ならば、基板ホルダ１０を水平状態になるまで回転さ
せ、検査済み被検査基板１１を新たな被検査基板１１と
取り替え、上述したと同様な動作を繰り返すようにな
る。

【００２９】従って、このようにすれば、被検査基板１
１を保持する基板ホルダ１０を有する装置本体４全体を
基台１のガイド１ａに沿って直線移動可能にするととも
に、装置本体４を回転部６を介してＺ軸を中心に回転可
能とし、さらに、基板ホルダ１０自身もフリクション機
構を有する軸部１２を介してＸ軸を中心に回転可能に構
成したので、手動による独立した操作により、基板ホル
ダ１０上の被検査基板１１に対し左右および上下の揺動
を加えながら自由度の高い動きの下で、外観検査を行な
うことができるようになり、精度の高い検査結果を得る
ことができる。

【００３０】また、基板ホルダ１０のＸ軸中心の回転
も、フリクション機構により回転途中で手を放してもそ
の位置に停止できるようになっているので、観察者に対
する安全性も十分に確保できる。

【００３１】さらに、装置本体４を基台１のガイド１ａ
に沿って移動させる移動手段、基板支持架台９の伸縮可
能な直立枠９ａ、９ｂを有する移動手段は、これら移動
手段の移動負荷を緩和させるシリンダ７、８および１
３、１４とともに、基板ホルダ１０の回転中心軸Ｘより
下方に配置されるので、これら移動手段および負荷緩和
手段でパーティクルが発生しても基板ホルダ１０上の被
検査基板１１を汚染させることがない。

【００３２】なお、上述した基板ホルダ１０では、被検
査基板１１の周縁部をエアなどを用いて吸着することで
保持するようにしているが、例えば被検査基板１１が大
型になる場合は、図３に示すように被検査基板１１の周
縁部を吸着する基板吸着部１０ｂを有する枠部１０ａの
他に、被検査基板１１の板面を吸着する基板吸着部１０
ｂを有する補助保持部１０ｃ設けるようにすればよい。
こうすれば、被検査基板１１全面を平らな状態を保って
保持できる。また、被検査基板１１が肉厚で重量の大き
なものの場合は、図４に示すように基板ホルダ１０の被
検査基板１１周縁部に対応させて、これら周縁部を挟持
する固定鍵部１０ｄを設けるとともに、一方側縁に対応
させて支持点１０ｆにより回転可能に支持された鍵部１
０ｅを設け、最初に固定鍵部１０ｄにより被検査基板１
１周縁部の三方を保持させ、この状態から回転可能な鍵
部１０ｅを回転させて残り一方を保持させるようにして
いる。このようにすれば、肉厚で重量の大きな被検査基
板１１についても、確実に保持することができる。

【００３３】（第２の実施の形態）図５（ａ）（ｂ）
は、本発明の第２の実施の形態の概略構成を示すもの
で、図１と同一部分には、同符号を付している。

【００３４】この場合、基板ホルダ１０は、回転ホルダ
１５を設け、この回転ホルダ１５に被検査基板１１を保
持可能にしている。回転ホルダ１５は、基板ホルダ１０
面で回転可能になっており、この回転中心は、Ｘ軸とＺ
軸の交点で、かつＸ軸とＺ軸を有する面と垂直な軸Ｙ上
である。

【００３５】このようにすれば、基板ホルダ１０上の被
検査基板１１は、Ｚ軸およびＸ軸を中心とした回転だけ
でなく、Ｙ軸を中心とした回転も得られ、さまざまな方
向から外観検査を行なうことができるので、さらに精度
の高い検査結果を得ることがができる。

【００３６】また、図６に示すように基板支持架台９の
直立枠９ａ、９ｂ先端部にフリクション機構を有する軸
部１２、１２を介して回転可能に支持される基板ホルダ
１０は、被検査基板１１を保持する基板保持面１０１
が、平行になる位置まで回転された時、この基板保持面
１０１が装置本体４の最上部に位置されるようになって
おり、第１の実施の形態でも同様である。

【００３７】このようにすれば、基板ホルダ１０の基板
保持面１０１周囲に障害物が何も存在せず、基板保持面
１０１上への被検査基板１１の載置方向に何らの制約を
受けることがなくなるので、従来の基板の載置方向が決
められてしまうような狭いスペースしか確保できないク
リーンルームでも、有効に適用することができる。

【００３８】なお、上述した実施の形態では、装置本体
４を複数の固定脚２で固定するようにしたが、基台１全
体をキャスタを用いて移動させるようにしてもよい。こ
のようにすれば、装置本体４を自由に移動でき、被検査
基板１１を収納しているカセットまたは製造ライン中と
マクロ照明下の検査ステーションとの間で被検査基板１
１を搬送するキャリアとしても使用できる。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、手
動による独立した操作により、基板保持手段上の被検査
基板に対し左右および上下の揺動を加えながら自由度の
高い動きの下で、外観検査を行なうことができ、精度の
高い検査結果を得ることができる。

【００４０】また、被検査基板をＺ軸およびＸ軸を中心
とした回転だけでなく、Ｙ軸を中心とした回転も得ら
れ、さまざまな方向から外観検査を行なうことができる
ので、さらに精度の高い検査結果を得ることがができ
る。

【００４１】さらに、基板保持手段の上方に障害物が何
も存在せず、基板保持面上への被検査基板の載置方向に
何らの制約を受けることがないようにできるので、従来
の基板の載置方向が決められてしまうような狭いスペー
スしか確保できないクリーンルームでも、有効に適用す
ることができる。

【００４２】さらにまた、移動手段および負荷緩和手段
でパーティクルが発生しても基板保持手段に保持される
被検査基板に影響を与えないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図２】第１の実施に用いられるフリクション機構の概
略構成を示す図。

【図３】第１の実施の形態に用いられる基板ホルダの変
形例を示す図。

【図４】第１の実施の形態に用いられる基板ホルダの他
の変形例を示す図。

【図５】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す正
面図。

【図６】本発明の第２の実施の形態の使用状態を示す正
面図。

【符号の説明】

１…基台 １ａ…ガイド ２…固定脚 ４…装置本体 ５…支持台 ５ａ…ローラ ５ｂ…軸部 ６…回転部 ６ａ…軸受け ７…シリンダ ８…シリンダ ９…基板支持架台 ９ａ、９ｂ…直立枠 ９ｃ…水平枠 １０…基板ホルダ １０１…基板保持面 １０ａ…枠部 １０ｂ…基板吸着部 １０ｃ…補助保持部 １０ｄ…固定鍵部 １０ｅ…鍵部 １１…被検査基板 １２…軸部 １２ａ…小径部 １２ｂ…バネ １２ｃ…押え板 １２ｄ…ナット １３．１４…シリンダ １５…回転ホルダ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査基板を保持する基板保持手段を有
   する装置本体を軸Ｚを中心に回転可能にした第１の回転
   支持手段と、 前記基板保持手段を前記軸Ｚに直交する軸Ｘを中心に回
   転可能にした第２の回転支持手段とを具備したことを特
   徴とする基板検査装置。
2. 【請求項２】 前記基板保持手段は、該基板保持手段の
   基板保持面上にあって前記Ｘ軸とＺ軸の交点で、且つ前
   記Ｘ軸とＺ軸を有する面と垂直な軸Ｙを中心に前記被検
   査基板を回転可能に保持する回転保持手段を有すること
   を特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
3. 【請求項３】 基板保持手段の基板保持面が、前記第２
   の回転支持手段により前記装置設置基準面に対して平行
   になる位置まで回転された状態で、前記基板保持面が最
   上部に位置されることを特徴とする請求項１記載の基板
   検査装置。
4. 【請求項４】 前記前記基板保持手段を前記Ｚ軸方向に
   移動させる移動手段と、これら移動手段の移動負荷を緩
   和させる負荷緩和手段とを有し、 これら移動手段および負荷緩和手段を、前記基板保持手
   段を支持する前記第２の回転支持手段の回転中心軸Ｘよ
   り下方に配置したことを特徴とする請求項１記載の基板
   検査装置。