JP2004286484A

JP2004286484A - Substrate positioning apparatus

Info

Publication number: JP2004286484A
Application number: JP2003076201A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Okahira; 裕幸岡平; Mamoru Yasuda; 守安田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately position a glass substrate at a reference position. <P>SOLUTION: Two contact type sensors 7, 8 for detecting the contact of the glass substrate 4 to one end face are provided. An amount of correction rotation θ<SB>f</SB>for positioning the glass substrate 4 at a reference position Q by a controlling apparatus 10 is obtained, based on amount of stretching displacement X<SB>1</SB>, X<SB>2</SB>from the initial position of respective rods 7b, 8b when respective substrate press-contacting pins 7c, 8c of the contact type sensors 7, 8 come into contact with the end face of the glass substrate 4, and a θ stage 3 in an XY θ stage is rotated and operated according to the amount of correction rotation θ<SB>f</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば大型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に用いられるガラス基板やカラーフィルタなどの大型基板を基準位置に位置決めする基板位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大型の液晶ディスプレイに用いられるガラス基板は、例えば傷、汚れ、塵埃、欠けなどの欠陥部の検査が行われる。この検査は、検査者の目視により欠陥部を検出し、この検出した欠陥部を顕微鏡により拡大して行う。従って、ガラス基板は、基準位置に位置決めし、欠陥部の座標を正確に認識することが必要である。
【０００３】
又、ガラス基板は、例えば搬送ロボット等の搬送装置によりカセットから取り出されてステージ上に載置され、このステージ上でフォトグラフィ処理によりパターンを形成したり、各種フォトリソグラフィ処理工程においてガラス基板上の欠陥が検査される。従って、ガラス基板は、搬送ロボット等によりステージ上に載置されたときにその位置にバラツキが生じ、基準位置からずれる。このため、ガラス基板を基準位置に位置決めすることが必要である。
【０００４】
従来の基板位置決め装置としては、矩形状のガラス基板の２辺を基準位置に規制する３本の基準ピンにガラス基板を押し付けピンにより押し付けて位置決めすることが行なわれていた。しかし、ガラス基板が大型化すると、ステージとガラス基板との間の摩擦抵抗が大きくなり、押付ピンで押し付けることが困難になってきている。
【０００５】
この問題を解決する基板位置決め技術としては、例えば特許文献１がある。この特許文献１は、３つの光学的なエッジセンサをそれぞれ位置決めされるべき基準位置に配置し、ガラス基板をＸＹθステージの駆動によって各エッジセンサに向って移動させ、これらエッジセンサによりガラス基板の端面（縁）が検出されたときのＸＹθステージの移動量からガラス基板を位置決めする回転角とＸ方向、Ｙ方向の補正量を得る。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−９０３０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガラス基板の縁を検出するのに光学的なエッジセンサを用いているので、ガラス基板の端面の位置を正確に検出できないことがある。
【０００８】
すなわち、光学的なエッジセンサは、反射式と透過式との２方式がある。反射式のエッジセンサは、光をガラス基板の端面に向って出力し、ガラス基板端面からの反射光からガラス基板の端面の位置を検出する。透過式のエッジセンサは、ガラス基板を挟んで投光器と受光器とを対向配置し、投光器から出力された光を受光器で受光してガラス基板の端面の位置を検出する。
【０００９】
このため、反射式のエッジセンサの場合、例えばガラス基板に撓みや微小な欠けなどが存在すると、ガラス基板端面からの反射光が散乱する。このため、エッジセンサに入射する光量が少なくなる。又、ガラス基板の種類によっては反射率の低いガラス基板がある。このガラス基板では、ガラス基板端面からの反射光の光量が少なくなる。このような理由から反射式のエッジセンサでは、ガラス基板の端面を正確に検出できない。
【００１０】
透過式のエッジセンサの場合、ガラス基板の光透過率が低ければ、投光器から出力された光のガラス基板による遮光と遮光されないところとの境界が明瞭に検出される。この結果、ガラス基板の端面位置が正確に検出される。しかし、ガラス基板の光透過率が高くなると、上記境界を明瞭に捉えることが難しくなる。このため、ガラス基板の端面位置が正確に検出できない。
【００１１】
そこで本発明は、ＬＣＤガラス基板などの大型基板にストレスを与えずに正確に位置決めできる基板位置決め装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ステージ上に載置された矩形状の基板を基準位置に位置決めする基板位置決め装置において、基板の同一辺の端面に接触したことを検出する変位可能な各接触端部を有する２つの接触式センサと、各接触端部の変位により各接触端部がそれぞれ基板に接触したときの接触端部の変位量に基づいて基板を基準位置に移動するための回転方向の補正量を求め、この補正量に従ってステージを回転制御する位置決め制御手段とを具備した基板位置決め装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１及び図２は基板位置決め装置の構成図であって、図１は正面図、図２は側面図である。ＸＹθステージ１は、ＸＹステージ２とθステージ３とガラス基板４を載置する基板載置ステージ５とを有する。ＸＹステージ２は、Ｘ方向とＹ方向とに移動可能である。θステージ３は、ＸＹステージ２上においてθ方向に回転可能で、その上に基板載置ステージ５が設けられている。
【００１５】
基板載置ステージ５の右側面側及び上側面側には、それぞれ２つの接触式センサ７、８及び接触式センサ１１が設けられている。これら接触式センサ７、８、１１は、それぞれガラス基板４の２辺に対応する基準位置（設計基板位置）Ｑからのずれ量を検出するために予め設定された各位置に固定設置されている。すなわち、これら接触式センサ７、８、１１は、それぞれ支持体９によって基板載置ステージ５上に載置されるガラス基板４の高さ位置と同一高さ位置に設けられている。
【００１６】
又、これら接触式センサ７、８は、それぞれ各中心ライン７ａ、８ａがＸ方向に平行（基準位置ＱのＹ基準辺に対して垂直）で、かつこれら中心ライン７ａ、８ａがＹ方向に予め設定された間隔Ｌをおいて設けられている。接触式センサ１１は、中心ライン１１ａがＹ方向に平行（基準位置ＱのＸ基準辺に対して垂直）に設けられている。
【００１７】
これら接触式センサ７、８、１１は、例えば空圧式アクチュエータであって、それぞれ直線方向に伸縮（変位）可能な各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂと、これらロッド７ｂ、８ｂの先端部にそれぞれ設けられた各基板押当ピン７ｃ、８ｃ、１１ｃとを有する。これら基板押当ピン７ｃ、８ｃ、１１ｃは、それぞれガラス基板４と接触する面側がガラス基板４と点接触可能な曲面状に形成されている。これら基板押当ピン７ｃ、８ｃの形状は、例えば球状、半球状、円柱状、半円筒状に形成することが可能であり、ガラス基板４の端面に正確に接触させるたるには、円柱状又は半円柱状のものが好ましい。又、これら基板押当ピン７ｃ、８ｃ、１１ｃは、ガラス基板４の端面に接触しとき、ガラス基板４の端面に損傷を与えず、変形しない樹脂により形成することが望ましい。
【００１８】
これら接触式センサ７、８、１１は、各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂを最も縮めたときの各基板押当ピン７ｃ、８ｃ、１１ｃの先端位置が基準位置ＱのＹ基準辺、Ｘ基準辺から所定の距離Ｌだけ離れた初期位置にするように設けられている。
【００１９】
なお、これら接触式センサ７、８、１１は、各基板押当ピン７ｃ、８ｃ、１１ｃがガラス基板４の端面に接触すると、自動的に各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂの各伸ばし動作を停止する。例えば、各接触式センサ７、８、１１に供給する空気圧をデジタルセンサで検出し、空気圧が変化した時に各ロッド７ｂ、８ｂの各伸ばし動作を停止する。
【００２０】
位置決め制御装置１０は、各接触式センサ７、８、１１の各ロッド７ａ、８ａ、１１ａを伸ばし動作させ、これら接触式センサ７、８、１１の各ロッド７ａ、８ａ、１１ａをガラス基板４の端面に接触したときの各ロッド７ａ、８ａ、１１ａの各移動量（変位量）を求め、これら移動量に基づいてガラス基板４を基準位置Ｑに位置決めするためのＸＹθステージ１の回転方向とＸＹ方向の補正量を求め、この補正量に従ってＸＹθステージ１をフィートバック制御する。
【００２１】
この位置決め制御装置１０は、各接触式センサ７、８をそれぞれ伸ばし動作させたとき、これら接触式センサ７、８の基板押当ピン７ｃ、８ｃのガラス基板４の端面への接触を検出すると、このときに各接触式センサ７、８の各伸ばし動作を停止する。このとき位置決め制御装置１０は、各接触式センサ７、８から各ロッド７ｂ、８ｂの移動量信号を入力し、これら移動量信号と各接触式センサ７、８の間隔Ｌとに基づいてＸＹθステージ１の補正回転量θｆを求める。
【００２２】
例えば、図３に示すように一方の接触式センサ７のロッド７ｂの伸ばし移動量がＸ_１で、他方の接触式センサ８のロッド８ｂの伸ばし移動量がＸ_２であれば、位置決め制御装置１０は、これら伸ばし移動量Ｘ_１、Ｘ_２と、各接触式センサ７、８の間隔Ｌとに基づき次式を演算し、ＸＹθステージ１の補正回転量θ_ｆ、
θ_ｆ＝ｔａｎ^−１（（Ｘ_２−Ｘ_１）／Ｌ）（１）
を算出する。この補正回転量θ_ｆは、ＸＹθステージ１のｘｙ座標系にガラス基板４のｘ’ｙ’座標系を一致させるための回転ずれ量を補正する値である。
【００２３】
位置決め制御装置１０は、ＸＹθステージ１の補正回転量θ_ｆに従ってＸＹθステージ１のθステージ３を回転制御するフィートバック信号をＸＹθステージ１に送出する。
【００２４】
この結果、ＸＹθステージ１は、θステージ３を補正回転量θ_ｆだけ回転させる。これにより、ガラス基板４のｘ’ｙ’座標系は、図４に示すように基準位置のｘｙ座標系と平行になる。
【００２５】
次に、位置決め制御装置１０は、各接触式センサ８、１１をそれぞれ伸ばし動作させ、これら接触式センサ１１、８の基板押し当てピン１１ｃ、８ｃがガラス基板１１の端面に接触したことを検出すると、これら接触センサ１１、８の各ロッド１１ｂ、８ｂの各伸ばし動作を停止する。このとき、位置決め制御装置１０は、各接触式センサ８、１１から各ロッド１１ｂ、８ｂの移動量信号を入力し、各移動量Ｙ_１、Ｘ_３に基づいてガラス基板４を基準位置Ｑに位置決めする互いに垂直な各方向に対する各補正移動量Ｙ_１−Ｌ_１＝Ｂ、Ｘ_３−Ｌ_１＝Ａを算出し、ＸＹθステージ１のＸＹステージ２をＸＹ方向に移動制御するフィートバック信号をＸＹθステージ１に送出する。この結果、ＸＹθステージ１は、ＸＹステージ２を各補正移動量Ｂ、Ａだけ移動する。これにより、ガラス基板４のＸ’、Ｙ’座標系は、図１に示すように基準位置のＸ、Ｙ座標系に一致する。なお、各接触式センサ１１、８をガラス基板１１に接触するのに限らず、各接触式センサ１１、７をガラス基板１１に接触させてもよい。
【００２６】
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
【００２７】
先ず、２つの接触式センサ７、８は、各ロッド７ｂ、８ｂを伸ばして各基板押当ピン７ｃ、８ｃがガラス基板４の同一辺の端面に接触すると、各ロッド７ｂ、８ｂの伸びを停止する。
【００２８】
位置決め制御装置１０は、各基板押当ピン７ｃ、８ｃがガラス基板４の端面に接触したときの各ロッド７ｂ、８ｂの初期位置からの伸ばし移動量Ｘ_１、Ｘ_２を求め、これら伸ばし移動量Ｘ_１、Ｘ_２に基づいて補正回転量θ_ｆを求め、この補正回転量θ_ｆに従ってＸＹθステージ１のθステージ３を回転動作させる。
【００２９】
この結果、ガラス基板４のｘ’ｙ’座標系は、回転ずれが補正されてＸＹθステージ１のｘｙ座標系に対して平行になる。この後、位置決め制御装置１０は、各接触式センサ７、８、１１を初期位置に復帰させてから各接触式センサ１１、８の各ロッド１１ｂ、８ｂを各初期位置からＹ方向、Ｘ方向に伸ばす。これら接触式センサ１１、８は、各ロッド１１ｂ、８ｂを伸ばして各基板押当ピン１１ｃ、８ｃがガラス基板４の各端面に接触すると、各ロッド１１ｂ、８ｂの伸びを停止する。
【００３０】
このとき位置決め制御装置１０は、図４に示すように各接触式センサ１１、８の各ロッド１１ｂ、８ｂの初期位置からの各伸ばし移動量Ｙ_１、Ｘ_３を求める。そして、位置決め制御装置１０は、各接触センサ１１、８の各ロッド１１ｂ、８ｂの各移動量Ｙ_１、Ｘ_３と初期位置から基準位置までの距離Ｌ_１との差からガラス基板４を基準位置Ｑに位置決めするＸＹ方向に対する各補正移動量Ａ、Ｂを算出し、ＸＹθステージ１のＸＹステージ２をＸＹ方向に移動制御するフィートバック信号をＸＹθステージ１に送出する。
【００３１】
この結果、ＸＹθステージ１は、ＸＹステージ２を各移動量Ａ、ＢだけＸＹ方向に移動させる。これにより、ガラス基板４のｘ’ｙ’座標系は、基準位置Ｑのｘｙ座標系に一致し、ガラス基板４は、基準位置Ｑに位置決めされる。
【００３２】
このように上記第１の実施の形態においては、例えば、大型の液晶ディスプレイに用いられるガラス基板４の検査工程において、例えば搬送ロボット等の搬送装置によりガラス基板４をＸＹθステージ１上に載置したとき、ガラス基板４は、基準位置Ｑに対してθ方向とＸＹ方向との両方にずれが生じる。このような場合でも、ガラス基板４のθ方向の回転ずれの補正を行った後に、ＸＹ方向のずれを補正することにより、ガラス基板４を基準位置Ｑに精度高く位置決めできる。
【００３３】
各接触式センサ７、８、１１は、各基板押当ピン７ｃ、８ｃ、１１ｃをガラス基板４の端面に接触させるだけなので、ガラス基板４に加わる力は小さい。従って、ガラス基板４を押したりするなどして、ガラス基板４に影響を与えることはない。
【００３４】
各接触式センサ７、８、１１を用いて直接ガラス基板４の端面位置を検出するので、ガラス基板４の端面位置を正確に検出でき、かつガラス基板４の端面位置の検出の再現性も高く、検出のばらつきが生じることも少ない。これにより、各接触式センサ７、８、１１の各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂの伸ばし移動量Ｘ_１、Ｘ_２、Ｙ_１に基づいてガラス基板４は、基準位置Ｑに精度高く位置決めできる。
【００３５】
又、各接触式センサ７、８、１１は、ガラス基板４の端面に直接接触するので、ガラス基板４の端面に例えば撓みや微小な欠けなどが存在したり、又、ガラス基板４の反射率や光透過率などが異なるなどのガラス基板４の種類が異なっても、これらに関係なくガラス基板４の端面位置を正確に検出できる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図４と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００３７】
図５は基板位置決め装置の構成図である。２つの接触式センサ７、８は、Ｙ方向に沿って固定設置され、１つの接触式センサ１１は、Ｘ方向に沿って固定設置されている。これら接触式センサ７、８、１１は、各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂの各先端部に各Ｌ字アーム７ｄ、８ｄ、１１ｄが連結されている。これらＬ字アーム７ｄ、８ｄ、１１ｄは、それぞれ各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂに対して支点７ｅ、８ｅ、１１ｅを介して回転可能に設けられている。又、これらＬ字アーム７ｄ、８ｄ、１１ｄは、それぞれ位置が固定された各支点７ｆ、８ｆ、１１ｆを中心に回転可能に設けられている。そして、これらＬ字アーム７ｄ、８ｄ、１１ｄの各先端部には、それぞれ球状の各基板押当ピン７ｇ、８ｇ、１１ｇが設けられている。なお、これら基板押当ピン７ｇ、８ｇ、１１ｇは、円筒状又は半円筒状でもよい。
【００３８】
従って、これら接触式センサ７、８、１１は、各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂを伸縮させると、各Ｌ字アーム７ｄ、８ｄ、１１ｄが支点７ｅ、８ｅ、１１ｅを中心にして回転し、各基板押当ピン７ｇ、８ｇ、１１ｇをガラス基板４の端面に接触させる。
【００３９】
又、これら接触式センサ７、８、１１は、スケール付であって、各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂを伸縮して各基板押当ピン７ｇ、８ｇ、１１ｇを常に一定の圧力でガラス基板４の端面に接触させ、かつこのときの各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂの各伸ばし移動量に応じた各スケール信号をリアルタイムで出力する。
【００４０】
位置決め制御装置１０は、各接触式センサ７、８の各基板押当ピン７ｇ、８ｇをガラス基板４の端面に接触させたときの各ロッド７ａ、８ａの各伸ばし移動量に基づいてＸＹθステージ１の補正回転量を求め、この補正回転量に従ってＸＹθステージ１をフィートバック制御する。
【００４１】
又、位置決め制御装置１０は、各接触式センサ１１、８の各基板押当ピン１１ｇ、８ｇをガラス基板１１に接触させたときに、これら接触センサ１１、８の各ロッド１１ｂ、８ｂの各伸ばし移動量に基づいてＸＹ方向の各補正移動量を算出し、ＸＹθステージ１のＸＹステージ２をＸＹ方向に移動制御する。
【００４２】
このような構成であれば、リアルタイムでズラス基板４の基準位置Ｑに対するずれ量に応じた各接触式センサ７、８、１１での各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂの各伸ばし移動量を検出でき、これらに基づいてガラス基板４のθ方向の回転ずれの補正を行い、この後にＸＹ方向のずれを補正し、ガラス基板４を基準位置Ｑに精度高く位置決めできる。
【００４３】
又、各接触式センサ７、８、１１は、各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂの伸縮方向をガラス基板４の各端面に沿って設けるので、これら接触式センサ７、８、１１を設けるスペースを小さくでき、装置のコンパクト化が図れる。
【００４４】
なお、本発明は、上記第１及び第２の実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００４５】
さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００４６】
各接触式センサ７、８、１１は、例えば空気アクチュエータを用いたが、これに限らず、例えばシリンダ、又はパルスモータの駆動により各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂの伸縮動作させるものでもよい。
【００４７】
又、これら接触式センサ７、８、１１は、３つに限らず、複数の接触式センサ、例えば接触式センサ１１に対してさらに接触式センサを並設してもよい。
【００４８】
３つの接触式センサ７、８、１１を固定設置した場合、これら接触式センサ７、８、１１の各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂを同時に伸ばしてガラス基板４の各端面に接触させ、このときの各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂの伸ばし移動量からガラス基板４の回転ずれ量及びＸＹ方向の移動ずれ量を求め、これらずれ量をなくすようにＸＹθステージ１を動作させてガラス基板４を基準位置Ｑに位置決めすることも可能である。
【００４９】
又、基板載置ステージ５が四辺形でかつガラス基板４のサイズよりも大きい場合、図６に示すように例えば接触式センサ８の基板押当ピン８ｃがガラス基板４の端面に接触するできるように基板載置ステージ５に切欠き部１２を形成する。この切欠き部１２の大きさは、ガラス基板４を搬送ロボット等により基板載置ステージ５上に載置するとき、大幅にずれることはないので、予め予測されるずれ量でずれたガラス基板４の端面に基板押当ピン８ｃが接触可能なサイズに形成すればよい。
【００５０】
各接触式センサ７、８、１１の各先端部には、図７に示すように例えばＴ字形状となる基板押当ピン８ｃを設けてもよい。この基板押当ピン８ｃを用いれば、ＸＹθステージ１自体の高さ位置が変化したり、ガラス基板４の載置位置が上下方向（Ｚ方向）に変化しても、基板押当ピン８ｃをガラス基板４の端面に必ず接触できる。
【００５１】
又、各接触式センサ７、８、１１は、それぞれ各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂを最も縮めたときの各基板押当ピン７ｃ、８ｃ、１１ｃの先端位置が基準位置になる必要はなく、例えば各ロッド７ｂ、８ｂ、１１ｂをそれぞれ任意の長さだけ縮めたときの各基板押当ピン７ｃ、８ｃ、１１ｃの先端位置を基準位置にしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、ガラス基板を正確に基準位置に位置決めできる基板位置決め装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる基板位置決め装置の第１の実施の形態を示す上面構成図。
【図２】本発明に係わる基板位置決め装置の第１の実施の形態を示す側面構成図。
【図３】本発明に係わる基板位置決め装置の第１の実施の形態における位置決め作用を示す模式図。
【図４】本発明に係わる基板位置決め装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図５】本発明に係わる基板位置決め装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図６】本発明に係わる基板位置決め装置におけるθステージの変形例を示す図。
【図７】本発明に係わる基板位置決め装置における基板押当ピンの変形例を示す図。
【符号の説明】
１：ＸＹθステージ、２：ＸＹステージ、３：θステージ、４：ガラス基板、５：基板載置ステージ、７，８，１１：接触式センサ、７ｂ，８ｂ，１１ｂ：ロッド、７ｃ，８ｃ，１１ｃ：基板押当ピン、９：支持体、１０：位置決め制御装置、１１ｄ：Ｌ字アーム、１１ｅ，１１ｆ：支点、１１ｇ：基板押当ピン、１２：切欠き部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate positioning device that positions a large substrate such as a glass substrate or a color filter used for a large liquid crystal display (LCD) at a reference position.
[0002]
[Prior art]
A glass substrate used for a large-sized liquid crystal display is inspected for defects such as scratches, dirt, dust, and chips. In this inspection, a defective portion is visually detected by an inspector, and the detected defective portion is enlarged by a microscope. Therefore, it is necessary to position the glass substrate at the reference position and accurately recognize the coordinates of the defective portion.
[0003]
Further, the glass substrate is taken out of the cassette by a transfer device such as a transfer robot and placed on a stage, and a pattern is formed on the stage by a photographic process on this stage. Defects are inspected. Therefore, when the glass substrate is placed on the stage by the transfer robot or the like, the position thereof varies, and the glass substrate deviates from the reference position. Therefore, it is necessary to position the glass substrate at the reference position.
[0004]
As a conventional substrate positioning device, positioning is performed by pressing a glass substrate against three reference pins that regulate two sides of a rectangular glass substrate to reference positions by pressing pins. However, as the size of the glass substrate increases, the frictional resistance between the stage and the glass substrate increases, which makes it difficult to press with a pressing pin.
[0005]
As a substrate positioning technique for solving this problem, there is, for example, Patent Document 1. In Patent Document 1, three optical edge sensors are arranged at reference positions to be respectively positioned, and a glass substrate is moved toward each edge sensor by driving an XYθ stage, and the edge sensors of the glass substrate are moved by these edge sensors. The rotation angle for positioning the glass substrate and the correction amounts in the X and Y directions are obtained from the movement amount of the XYθ stage when (edge) is detected.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-90308
[Problems to be solved by the invention]
However, since an optical edge sensor is used to detect the edge of the glass substrate, the position of the end surface of the glass substrate may not be accurately detected.
[0008]
That is, there are two types of optical edge sensors, a reflection type and a transmission type. The reflection type edge sensor outputs light toward the end face of the glass substrate, and detects the position of the end face of the glass substrate from the reflected light from the end face of the glass substrate. In a transmission type edge sensor, a light emitter and a light receiver are arranged opposite to each other with a glass substrate interposed therebetween, and the light output from the light emitter is received by the light receiver to detect the position of the end face of the glass substrate.
[0009]
For this reason, in the case of the reflection type edge sensor, for example, if the glass substrate is bent or has a minute chip, the reflected light from the end surface of the glass substrate is scattered. Therefore, the amount of light incident on the edge sensor decreases. Further, there is a glass substrate having a low reflectance depending on the type of the glass substrate. In this glass substrate, the amount of reflected light from the end surface of the glass substrate is reduced. For these reasons, the reflection type edge sensor cannot accurately detect the end face of the glass substrate.
[0010]
In the case of a transmission type edge sensor, if the light transmittance of the glass substrate is low, the boundary between the light output from the light projector and the place where the light is not shielded by the glass substrate is clearly detected. As a result, the end face position of the glass substrate is accurately detected. However, as the light transmittance of the glass substrate increases, it becomes difficult to clearly grasp the boundary. For this reason, the end face position of the glass substrate cannot be accurately detected.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to provide a substrate positioning device capable of accurately positioning a large substrate such as an LCD glass substrate without applying stress.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a substrate positioning device for positioning a rectangular substrate placed on a stage at a reference position, wherein two displaceable contact ends for detecting contact with an end surface of the same side of the substrate are provided. A contact type sensor and a displacement of each contact end are used to determine a rotational direction correction amount for moving the board to the reference position based on a displacement of the contact end when each contact end contacts the board, This is a substrate positioning device including positioning control means for controlling the rotation of the stage according to the correction amount.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
1 and 2 are configuration diagrams of a substrate positioning device. FIG. 1 is a front view, and FIG. 2 is a side view. The XYθ stage 1 has an XY stage 2, an θ stage 3, and a substrate mounting stage 5 on which a glass substrate 4 is mounted. The XY stage 2 is movable in the X direction and the Y direction. The θ stage 3 is rotatable in the θ direction on the XY stage 2, and the substrate mounting stage 5 is provided thereon.
[0015]
Two contact sensors 7 and 8 and a contact sensor 11 are provided on the right side and the upper side of the substrate mounting stage 5, respectively. These contact sensors 7, 8, 11 are fixedly installed at predetermined positions for detecting the amount of deviation from a reference position (design substrate position) Q corresponding to two sides of the glass substrate 4, respectively. . That is, these contact sensors 7, 8 and 11 are provided at the same height position as the glass substrate 4 mounted on the substrate mounting stage 5 by the support 9 respectively.
[0016]
In the contact type sensors 7, 8, the center lines 7a, 8a are respectively parallel to the X direction (perpendicular to the Y reference side of the reference position Q), and the center lines 7a, 8a are previously set in the Y direction. They are provided at a set interval L. The contact type sensor 11 is provided such that the center line 11a is parallel to the Y direction (perpendicular to the X reference side at the reference position Q).
[0017]
These contact sensors 7, 8, 11 are, for example, pneumatic actuators, and are respectively provided at rods 7b, 8b, 11b which can be expanded and contracted (displaced) in a linear direction, and at the tip portions of these rods 7b, 8b. And substrate pressing pins 7c, 8c, and 11c. Each of the substrate pressing pins 7c, 8c, and 11c is formed into a curved surface capable of making a point contact with the glass substrate 4 on the side contacting the glass substrate 4. The shape of the substrate pressing pins 7c and 8c can be formed into, for example, a spherical shape, a hemispherical shape, a columnar shape, or a semicylindrical shape. A semi-cylindrical shape is preferred. Further, it is desirable that these substrate pressing pins 7c, 8c, 11c are formed of a resin which does not damage and does not deform the end surface of the glass substrate 4 when it comes into contact with the end surface of the glass substrate 4.
[0018]
These contact sensors 7, 8, 11 are arranged such that the tip positions of the substrate pressing pins 7c, 8c, 11c when the rods 7b, 8b, 11b are most contracted are from the Y reference side and the X reference side of the reference position Q. It is provided to be an initial position separated by a predetermined distance L.
[0019]
The contact sensors 7, 8, 11 automatically stop the extending operations of the rods 7b, 8b, 11b when the substrate pressing pins 7c, 8c, 11c contact the end surface of the glass substrate 4. . For example, the air pressure supplied to each of the contact sensors 7, 8, 11 is detected by a digital sensor, and when the air pressure changes, each extending operation of each rod 7b, 8b is stopped.
[0020]
The positioning control device 10 extends and operates the rods 7a, 8a, and 11a of the contact sensors 7, 8, and 11 to move the rods 7a, 8a, and 11a of the contact sensors 7, 8, and 11 to the glass substrate 4. The amount of movement (the amount of displacement) of each of the rods 7a, 8a, and 11a when the rod comes into contact with the end surface is determined, and the rotation direction and XY of the XYθ stage 1 for positioning the glass substrate 4 at the reference position Q based on these amounts of movement. The correction amount in the direction is obtained, and the XYθ stage 1 is subjected to feedback control in accordance with the correction amount.
[0021]
The positioning control device 10 detects the contact of the contact type sensors 7, 8 with the end faces of the glass substrate 4 when the contact type sensors 7, 8 extend and operate, respectively, when the substrate pressing pins 7c, 8c of the contact type sensors 7, 8 are detected. At this time, the extension operations of the contact sensors 7 and 8 are stopped. At this time, the positioning control device 10 inputs the movement amount signals of the rods 7b, 8b from the contact type sensors 7, 8, and based on the movement amount signals and the distance L between the contact type sensors 7, 8, the XYθ stage. 1 is obtained.
[0022]
For example, in one contact rod 7b of the extended movement amount X ₁ of the sensor 7, as shown in FIG. 3, extend the amount of movement of the rod 8b the other contact sensor 8 if X _2, positioning control unit 10 Calculates the following equation based on the extension movement amounts X ₁ and X ₂ and the interval L between the contact sensors 7 and 8, and calculates the corrected rotation amount θ _f of the XYθ stage 1
_{^{_{_{θ f = tan -1 ((X}}}} 2 -X 1) / L) (1)
Is calculated. The correction amount of rotation theta _f is a value for correcting the rotational displacement amount for matching the x'y 'coordinate system of the glass substrate 4 in the xy coordinate system of the XYθ stage 1.
[0023]
Positioning control apparatus 10 transmits the feet back signal which controls the rotation of the theta stage 3 XYθ stage 1 in accordance with the correction amount of rotation theta _f of XYθ stage 1 in XYθ stage 1.
[0024]
As a result, XY.theta. Stage 1 rotates the theta stage 3 by the correction rotational amount theta _f. Thereby, the x'y 'coordinate system of the glass substrate 4 becomes parallel to the xy coordinate system of the reference position as shown in FIG.
[0025]
Next, the positioning control device 10 extends and operates each of the contact sensors 8 and 11, and detects that the substrate pressing pins 11c and 8c of the contact sensors 11 and 8 have come into contact with the end surface of the glass substrate 11, respectively. Then, the respective extension operations of the rods 11b, 8b of the contact sensors 11, 8 are stopped. At this time, the positioning controller 10, each rod 11b from the contact sensor 8 and 11, enter the movement amount signal 8b, positioning the glass substrate 4 to the reference position Q based on the movement amount _Y 1, _{X 3} The correction movement amounts Y ₁ -L ₁ = B and X ₃ -L ₁ = A in the directions perpendicular to each other are calculated, and a feedback signal for controlling the movement of the XY stage 2 of the XYθ stage 1 in the XY directions is output to the XYθ stage. Send to 1. As a result, the XYθ stage 1 moves the XY stage 2 by the respective correction movement amounts B and A. Thus, the X ′, Y ′ coordinate system of the glass substrate 4 matches the X, Y coordinate system of the reference position as shown in FIG. The contact sensors 11 and 8 are not limited to contact with the glass substrate 11, and the contact sensors 11 and 7 may contact the glass substrate 11.
[0026]
Next, the operation of the device configured as described above will be described.
[0027]
First, the two contact-type sensors 7, 8 stop extending the rods 7b, 8b when the respective rods 7b, 8b are extended and the respective substrate pressing pins 7c, 8c contact the end face of the same side of the glass substrate 4. I do.
[0028]
The positioning control device 10 obtains the extension movement amounts X ₁ and X ₂ of the rods 7 b and 8 b from the initial position when the substrate pressing pins 7 c and 8 c come into contact with the end surface of the glass substrate 4. obtain a correction amount of rotation theta _f based on X _1, X _2, the theta stage 3 XYθ stage 1 rotates operate in accordance with the correction amount of rotation theta _f.
[0029]
As a result, the x′y ′ coordinate system of the glass substrate 4 becomes parallel to the xy coordinate system of the XYθ stage 1 after the rotational deviation is corrected. Thereafter, the positioning control device 10 returns the contact sensors 7, 8, 11 to the initial position, and then moves the rods 11b, 8b of the contact sensors 11, 8 from the initial position in the Y direction and the X direction. extend. When the rods 11b, 8b are extended and the substrate pressing pins 11c, 8c contact the respective end faces of the glass substrate 4, the contact sensors 11, 8 stop the extension of the rods 11b, 8b.
[0030]
At this time, as shown in FIG. 4, the positioning control device 10 obtains the extension movement amounts Y ₁ and X ₃ of the rods 11b and 8b of the contact sensors 11 and 8 from the initial position. Then, the positioning control device 10 moves the glass substrate 4 to the reference position from the difference between the movement amounts Y ₁ and X _{3 of the} rods 11 b and 8 b of the contact sensors 11 and 8 and the distance L ₁ from the initial position to the reference position. The correction movement amounts A and B in the XY directions to be positioned at Q are calculated, and a feedback signal for controlling the movement of the XY stage 2 of the XYθ stage 1 in the XY directions is sent to the XYθ stage 1.
[0031]
As a result, the XYθ stage 1 moves the XY stage 2 in the XY directions by the respective moving amounts A and B. Thus, the x'y 'coordinate system of the glass substrate 4 matches the xy coordinate system of the reference position Q, and the glass substrate 4 is positioned at the reference position Q.
[0032]
As described above, in the first embodiment, for example, in the inspection process of the glass substrate 4 used for a large-sized liquid crystal display, the glass substrate 4 is placed on the XYθ stage 1 by a transfer device such as a transfer robot. At this time, the glass substrate 4 is displaced from the reference position Q in both the θ direction and the XY direction. Even in such a case, the glass substrate 4 can be accurately positioned at the reference position Q by correcting the rotational deviation of the glass substrate 4 in the θ direction and then correcting the deviation in the XY directions.
[0033]
Since each of the contact sensors 7, 8, 11 only causes the respective substrate pressing pins 7c, 8c, 11c to contact the end surface of the glass substrate 4, the force applied to the glass substrate 4 is small. Therefore, the glass substrate 4 is not affected by pressing the glass substrate 4 or the like.
[0034]
Since the end surface position of the glass substrate 4 is directly detected using the contact sensors 7, 8, and 11, the end surface position of the glass substrate 4 can be accurately detected, and the reproducibility of the detection of the end surface position of the glass substrate 4 is high. In addition, there is little variation in detection. Thus, each rod 7b of the contact sensor 7, 8, 11, 8b, the movement amount _X 1 11b _unbending, X 2, a glass substrate 4 on the basis of the _{Y 1} can accurately positioning the reference position Q.
[0035]
In addition, since each of the contact sensors 7, 8, 11 directly contacts the end face of the glass substrate 4, for example, the end face of the glass substrate 4 has a bend or a minute chip, or the reflectance of the glass substrate 4 Even if the type of the glass substrate 4 is different, for example, the light transmittance or the light transmittance is different, the end face position of the glass substrate 4 can be accurately detected regardless of the types.
[0036]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0037]
FIG. 5 is a configuration diagram of the substrate positioning device. The two contact sensors 7 and 8 are fixedly installed along the Y direction, and the one contact sensor 11 is fixedly installed along the X direction. In these contact sensors 7, 8, 11 each L-shaped arm 7d, 8d, 11d is connected to each end of each rod 7b, 8b, 11b. These L-shaped arms 7d, 8d, 11d are provided rotatably with respect to the respective rods 7b, 8b, 11b via fulcrums 7e, 8e, 11e. The L-shaped arms 7d, 8d, and 11d are provided rotatably about fulcrums 7f, 8f, and 11f whose positions are fixed. Each of the L-shaped arms 7d, 8d, and 11d is provided with a spherical substrate pressing pin 7g, 8g, and 11g, respectively. Note that these substrate pressing pins 7g, 8g, and 11g may be cylindrical or semi-cylindrical.
[0038]
Therefore, when these rods 7b, 8b, 11b are expanded and contracted, these L-shaped arms 7d, 8d, 11d rotate around the fulcrums 7e, 8e, 11e. The pressing pins 7 g, 8 g, and 11 g are brought into contact with the end surface of the glass substrate 4.
[0039]
Further, these contact sensors 7, 8, 11 are provided with scales, and extend and retract the rods 7b, 8b, 11b so that the substrate pressing pins 7g, 8g, 11g always hold the glass substrate 4 at a constant pressure. The scale signal corresponding to each extension movement amount of each rod 7b, 8b, 11b at this time is output in real time.
[0040]
The positioning control device 10 controls the XYθ stage 1 based on each extension movement amount of each rod 7a, 8a when each substrate pressing pin 7g, 8g of each contact type sensor 7, 8 is brought into contact with the end face of the glass substrate 4. And the XYθ stage 1 is subjected to feedback control in accordance with the corrected rotation amount.
[0041]
Also, when the substrate pressing pins 11g, 8g of the contact sensors 11, 8 are brought into contact with the glass substrate 11, the positioning control device 10 extends the rods 11b, 8b of the contact sensors 11, 8, respectively. Each correction movement amount in the XY directions is calculated based on the movement amount, and the movement of the XY stage 2 of the XYθ stage 1 is controlled in the XY directions.
[0042]
With such a configuration, it is possible to detect the extending movement amount of each rod 7b, 8b, 11b in each of the contact sensors 7, 8, 11 according to the amount of displacement of the thrust substrate 4 with respect to the reference position Q in real time, Based on these, the rotational deviation of the glass substrate 4 in the θ direction is corrected, and thereafter, the deviation in the XY directions is corrected, so that the glass substrate 4 can be accurately positioned at the reference position Q.
[0043]
In addition, since the contact type sensors 7, 8, 11 are provided with the directions of expansion and contraction of the rods 7b, 8b, 11b along the respective end surfaces of the glass substrate 4, the space in which the contact type sensors 7, 8, 11 are provided is small. The size of the device can be reduced.
[0044]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described first and second embodiments, and can be variously modified in an implementation stage without departing from the gist of the invention.
[0045]
Furthermore, the above-described embodiment includes various stages of the invention, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some components are deleted from all the components shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the problem described in the column of the effect of the invention can be solved. In the case where the effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
[0046]
Each of the contact sensors 7, 8, 11 uses, for example, an air actuator. However, the present invention is not limited to this. For example, a cylinder or a pulse motor may be used to cause the rods 7b, 8b, 11b to expand and contract.
[0047]
The number of the contact sensors 7, 8, 11 is not limited to three, and a plurality of contact sensors, for example, a contact sensor may be further provided in parallel with the contact sensor 11.
[0048]
When the three contact sensors 7, 8, 11 are fixedly installed, the rods 7b, 8b, 11b of these contact sensors 7, 8, 11 are simultaneously extended and brought into contact with the respective end faces of the glass substrate 4. From the amount of extension movement of each rod 7b, 8b, 11b, the amount of rotation deviation of the glass substrate 4 and the amount of movement deviation in the XY directions are obtained, and the XYθ stage 1 is operated so as to eliminate these amounts of deviation, and the glass substrate 4 is moved to the reference position Q. Can also be positioned.
[0049]
When the substrate mounting stage 5 has a quadrangular shape and is larger than the size of the glass substrate 4, for example, the substrate pressing pins 8 c of the contact type sensor 8 can contact the end surface of the glass substrate 4 as shown in FIG. The notch 12 is formed in the substrate mounting stage 5. When the glass substrate 4 is mounted on the substrate mounting stage 5 by a transfer robot or the like, the size of the notch portion 12 does not significantly shift. May be formed in such a size that the substrate pressing pin 8c can come into contact with the end surface of the substrate.
[0050]
As shown in FIG. 7, for example, a T-shaped substrate pressing pin 8c may be provided at each tip of each of the contact sensors 7, 8, and 11. By using the substrate pressing pins 8c, even if the height position of the XYθ stage 1 itself changes or the mounting position of the glass substrate 4 changes in the vertical direction (Z direction), the substrate pressing pins 8c The end face of the substrate 4 can always be contacted.
[0051]
Further, the contact type sensors 7, 8, 11 do not need to have the tip positions of the substrate pressing pins 7c, 8c, 11c when the rods 7b, 8b, 11b are most contracted, respectively, as the reference position. The end positions of the substrate pressing pins 7c, 8c, 11c when the rods 7b, 8b, 11b are contracted by an arbitrary length may be used as reference positions.
[0052]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a substrate positioning device capable of accurately positioning a glass substrate at a reference position.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view showing a first embodiment of a substrate positioning apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a first embodiment of the substrate positioning apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a positioning operation of the substrate positioning device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a first embodiment of a substrate positioning device according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a second embodiment of the substrate positioning apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a modification of the θ stage in the substrate positioning device according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a modification of the substrate pressing pin in the substrate positioning device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1: XYθ stage, 2: XY stage, 3: θ stage, 4: glass substrate, 5: substrate mounting stage, 7, 8, 11: contact sensor, 7b, 8b, 11b: rod, 7c, 8c, 11c : Substrate pressing pin, 9: support, 10: positioning control device, 11d: L-shaped arm, 11e, 11f: fulcrum, 11g: substrate pressing pin, 12: notch.

Claims

In a substrate positioning device that positions a rectangular substrate placed on a stage at a reference position,
Two contact-type sensors each having a displaceable contact end for detecting contact with an end surface of the same side of the substrate;
A correction amount in a rotation direction for moving the substrate to the reference position is obtained based on a displacement amount of the contact end when each of the contact ends contacts the substrate by the displacement of the contact end. Positioning control means for controlling the rotation of the stage according to the correction amount;
A substrate positioning device, comprising:

2. The contact sensor according to claim 1, wherein each of the contact sensors stops when the contact end contacts the end surface of the substrate at a constant pressure, and detects each contact position when the contact ends. Substrate positioning device.

In a substrate positioning device that positions the rectangular substrate mounted on the stage at a reference position,
The two contact-type sensors having the respective contact ends contacting the end surface of the same side of the substrate, and the one having the contact end contacting the other end surface in the direction perpendicular to the end surface of the same side. Having a contact type sensor,
The positioning control means positions the substrate at the reference position based on each displacement amount of each contact end when each contact end of the two contact-type sensors contacts an end surface of the same side of the substrate. To calculate the amount of correction in the rotation direction, and each contact end of each one of the contact type sensors corresponding to the end face of the same side and the other end face in the vertical direction is an end face of the same side of the substrate. And calculating a correction amount in each direction perpendicular to each other for positioning the substrate at the reference position based on each displacement amount when the stage comes into contact with the other end surface in the vertical direction, and moving the stage in accordance with these correction amounts. A substrate positioning device that performs a positioning operation in a rotation direction and each of the directions perpendicular to each other.

4. The substrate positioning apparatus according to claim 3, wherein the stage has an XY stage and a θ stage provided on the XY stage.

4. The substrate setting device according to claim 3, wherein a cutout portion is formed in the stage around a contact portion between each of the contact sensors and the substrate.