JP2007157867A - 基板吸着機構及び基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査基板の反り、歪みに対応して吸着面を上下移動及び傾斜可能な基板吸着機構であって、簡易な構造で、かつ吸着面の初期高さ（上下のストローク量）を容易に調整することが可能な基板吸着機構を提供する。
【解決手段】基板吸着機構５０は、上端部５１ａに開口する収容凹部５１ｂを有するパッド支持部材５１と、上端部５２ａに被検査基板Ｗを吸着する吸着面５２ｂが設けられる吸着パッド５２と、吸着パッド５２の下端部５２ｃに設けられるコイルスプリング５３と、吸引孔５７に挿入されたストッパー６１とを備える。吸着パッド５２には、弾性変形可能なパッキン５９が外嵌されていて、隙間５６を気密に閉塞している。ストッパー６１は、吸引孔５７の縮径部５７ｂの内径よりも大に設定された径の頭部６１ａを有し、軸部６１ｂの先端には、ネジ部６１ｃが形成されているネジである。
【選択図】図１２

Description

本発明は、ガラス基板などを吸着、保持する基板吸着機構及びこの基板吸着機構が装着された基板検査装置に関する。

フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等の製造工程において、ガラス基板の外観検査に使用する基板検査装置には、ガラス基板を検査ステージにおいて保持する機構として、エア吸着による基板吸着機構が設けられている。このような基板吸着機構は、近年ガラス基板の大型化に伴い、確実にガラス基板を吸着する吸着力を備えるのと同時に、ガラス基板のそり、歪みに対応することが要求されている。

例えば、基板吸着機構として、吸着面を有する吸着部材と、吸着部材が嵌合された台座部材と、吸着部材を突出方向に付勢する加圧手段と、台座に形成した環状溝に嵌合するスリーブ部材と、吸着部材に形成され、排気孔に連通する通気孔とを有し、吸着部材、スリーブ部材及び台座部材から排気孔へと排気するための排気経路が、スリーブ部材と環状溝との嵌合部により形成されたラビリンス構造により閉塞されるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような基板吸着機構では、吸着面が出没自在に構成されていて、一定のストロークに範囲において吸着部材が上下動して被検査基板を吸着することが可能であるとされている。また、排気経路をラビリンス構造によって閉塞できるので、ラビリンス構造の嵌合部に遊びをもたせることにより、吸着面を若干傾斜可能としている。

また、他の基板吸着機構としては、被検査基板を載置する載置台と、載置台に配置され、エア吸引力を発生する基板吸着部を有する吸着パッドと、吸着パッドを支持するとともに、吸着パッドを載置台面より上方に位置させ弾性を有するダイヤフラムと、吸着パッドの基板吸着部にエア吸着力を発生させるエア制御手段とを具備したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような、基板吸着装置においては、吸着パッドをダイヤフラムにより弾性的に支持することにより、被検査基板に反りが生じても吸着パッドが被検査基板の傾きに添うように変形して被検査基板に密着することができるとされている。
特許第３１２２５９０号公報 特開平１０−８６０８６号公報

しかしながら、特許文献１の基板吸着機構においては、ラビリンス構造を形成するために、各々が複雑で、かつ多数の部材で構成する必要がある。このため、吸着部材が若干しか傾斜しないので被検査基板の大きな反りに対応できない問題があった。また、装置コストが増大してしまう問題があった。さらに、一定のストロークの範囲において吸着部材を上下動可能であるとしているが、吸着面の初期高さ、ストローク量は常に一定であり、被検査基板の反りや歪み、装着される基板検査装置に応じてこれらを調整することができなく、仮に行うとすれば、構成される各部材について異なる部材寸法のものに交換して改めて組立する必要があった。

また、特許文献２の基板吸着機構においても、同様に、ダイヤフラムが弾性変形可能な範囲において、吸着パッドを上下動、傾斜可能としているが、吸着面の初期高さ、ストローク量は常に一定であり、被検査基板の反りや歪み、装着される基板検査装置に応じてこれらを調整することができなかった。また、仮に行うとすれば、気密に取り付けられた載置台とダイヤフラム、ダイヤフラムと吸着パッドとを一度取外し、所定の吸着面の初期高さ、ストローク量に適合する部材に交換する必要があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、被検査基板の反り、歪みに対応して吸着面を上下移動及び傾斜可能な基板吸着機構であって、簡易な構造で、かつ吸着面の初期高さ（上下のストローク量）を容易に調整することが可能な基板吸着機構を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、上端部に開口する収容凹部を有し、該収容凹部の内部を排気する吸気管を接続可能なエアー引き通路が設けられたパッド支持部材と、上端部に被検査基板を吸着する吸着面が設けられ、前記収容凹部に収容される基部側を中心として前記吸着面が揺動可能で、前記吸着面から前記基部まで貫通し、前記エアー引き通路と連通する吸引孔が形成された吸着パッドと、該吸着パッドと前記収容凹部との隙間を気密に閉塞するパッキンと、前記吸着パッドの前記基部の下端に設けられ、前記吸着パッドを上方に付勢する弾性部材と、前記吸着パッドを所定の係止位置で係止可能なストッパーとを備え、前記吸着パッドは、前記弾性部材が弾性変形することによって、前記ストッパーの前記係止位置まで上下移動可能であるとともに、前記ストッパーは前記係止位置を調整可能であることを特徴としている。

この発明に係る基板吸着機構によれば、パッド支持部材に収容された吸着パッドは上端部の吸着面が揺動可能であり、かつ上下移動可能である。さらに、ストッパーによる係止位置の調整によって、吸着パッドの吸着面の初期高さ（上下移動のストローク量）の調整をすることが可能である。このため、様々な被検査基板を吸着、保持する場合において、被検査基板に反り、歪み等が生じていても、吸着パッドの吸着面が揺動、上下移動し、さらに吸着パッドの初期高さ（上下移動のストローク量）の調整も行うことができ、柔軟な対応を可能とする。
また、パッド支持部材、吸着パッド、パッキン、弾性部材及びストッパーからなる簡易な構成であり、吸着の際に収容凹部を排気させる機構を別とする構成となっている。

本発明によれば、吸着パッドの吸着面が揺動可能、上下移動可能であるとともに、初期高さ（上下移動のストローク量）の調整を可能とし、被検査基板の反りや歪みにも柔軟に対応し、確実な吸着、保持を可能とすることができる。
また、簡易な構成であるため、装置コストを削減することができるとともに、メンテナンスも容易である。さらには、パッド支持部材に収容された独立した機構としているので、取り外しを可能とし、さらにメンテナンスを容易なものとする。

（第１の実施形態）
図１から図４は、この発明に係る第１の実施形態を示している。図１に基板吸着機構が装着された基板検査装置の平面図を示す。また、図２に基板吸着機構の全体図、図３及び図４に断面図を示す。

図１に示すように、基板検査装置１は、被検査基板Ｗの外観検査を行う検査装置であり、被検査基板Ｗを拡大観察する顕微鏡などのミクロ観察部２と、ミクロ観察部２を一軸（Ｙ方向）に移動させるレール３ａを有するミクロ観察搬送ステージ３と、被検査基板Ｗの一側縁部において被検査基板Ｗを吸着保持し、ミクロ観察部２の移動方向（Ｙ方向）と直交（Ｘ方向）して被検査基板Ｗを移動させる基板搬送ステージ４とを備えている。また、基板検査装置１は、圧縮空気を噴出させて被検査基板Ｗを浮上させる浮上手段５ａを有する浮上ステージ５、被検査基板Ｗの下方に位置し、ミクロ観察部２と同期して移動し、ミクロ観察部２による観察時に被検査基板Ｗに透過照明する透過照明装置６とを備える。

また、基板搬送ステージ４は、ミクロ観察部２の移動方向と直交して延設されるレール４ａと、レール４ａ上を移動可能な台座４ｂと、台座４ｂ上で被検査基板Ｗを吸着保持し、台座４ｂに着脱可能に装着されている複数の基板吸着機構１０とを備える。基板吸着機構１０は、吸気管（不図示）を介して吸気装置（不図示）と連通していて、吸引作用によって被検査基板Ｗの下面を吸着することが可能となっている。
また、基板検査装置１は、この他にも被検査基板Ｗの外観検査を行うのに必要な構成を具備しているものであり、例えば、ミクロ観察搬送ステージ３や基板搬送ステージ４などを駆動させる駆動部（不図示）、電源（不図示）などを備えている。

このような基板検査装置１によれば、浮上ステージ５上に配置された被検査基板Ｗは、まず浮上手段５ａによって空気が噴出され、浮上ステージ５上で僅か上方に浮上する。次に、不図示の位置決め機構によって平面位置を正確に位置決めされた後、基板吸着機構１０によって被検査基板Ｗの下面を吸着し、台座４ｂ上に被検査基板Ｗを吸着保持する。吸着保持した状態で、台座４ｂをレール４ａ上で移動させれば、浮上ステージ５上で浮上している被検査基板Ｗは、浮上ステージ５上を移動することができる。このため、基板搬送ステージ４により被検査基板Ｗを所定ピッチでＸ方向（搬送方向）に移動させるとともに、ミクロ観察搬送ステージ３によって、ミクロ観察部２をＹ方向に一定速度で移動させることにより、被検査基板Ｗの全面をミクロ観察部２で詳細に外観検査することが可能である。

次に、基板吸着機構１０の詳細について説明する。図２、図３に示すように、台座４ｂに装着される基板吸着機構１０は、上端部１１ａに開口する収容凹部１１ｂを有するパッド支持部材１１と、上端部１２ａに被検査基板Ｗを吸着する吸着面１２ｂが設けられる吸着パッド１２と、吸着パッド１２の下端部１２ｃに設けられるコイルスプリング１３（弾性部材）とを備える。

図３に示すように、パッド支持部材１１の底部１１ｃには、台座４ｂに取り付けられた吸気管７と接続可能にエアー引き通路１４が形成され、収容凹部１１ｂまで連通している。なお、吸気管７は、台座４ｂに接続された継手８を介して、真空ポンプ（不図示）に接続されていて、これにより排気を可能としている。また、吸着パッド１２は、基部１５がパッド支持部材１１の収容凹部１１ｂに隙間１６を有して収容されている。パッド支持部材１１の収容凹部１１ｂと、対応する吸着パッド１２の基部１５との断面形状は平面視矩形であり、隙間１６の大きさは、吸着パッド１２が収容凹部１１ｂの内部において所定の範囲揺動することが可能な大きさに設定されている。さらに、吸着パッド１２の吸着面１２ｂには上部に開口する吸着凹部１２ｄが設けられている。また、吸着パッド１２には、吸着凹部１２ｄの底面１２ｅから基部１５の下端まで貫通し、パッド支持部材１１のエアー引き通路１４と連通する吸引孔１７が形成されている。また、吸着パッド１２の基部１５には、弾性変形可能なパッキン１８が外嵌されていて、隙間１６を気密に閉塞している。パッキン１８は、より詳しくはＶパッキンである。また、コイルスプリング１３は、エアー引き通路１４に挿入され、吸着パッド１２の下端部１２ｃと台座４ｂの装着底面４ｄとに挟装されていて、吸着パッド１２を上方に付勢している。

さらに、吸着パッド１２は、基部１５の上部において、パッド支持部材１１の収容凹部１１ｂの開口形状よりも大きくテーパ状に拡径した当接部１９が設けられている。つまり、コイルスプリング１３の付勢力よりも大となる押し込み力を吸着パッド１２に与えれば、コイルスプリング１３が弾性変形して、吸着パッド１２は収容凹部１１ｂの内部で下方へ移動して、パッド支持部材１１の上端部１１ａに吸着パッド１２の当接部１９が当接する。このため、吸着パッド１２は、吸着面１２ｂがパッド支持部材１１の上端部１１ａと略平行となるように、パッド支持部材１１に支持される。

また、図２に示すように、パッド支持部材１１の側面１１ｄには、２つのストッパー２０がボルト２１によって固定されている。ストッパー２０は、略Ｌ字状の部材からなり、一辺２０ａに長穴２０ｂが形成され、長穴２０ｂに挿通されたボルト２１によって、他辺２０ｃが吸着パッド１２側へ向くように固定されている。また、対応する吸着パッド１２の側部１２ｆには、吸着面１２ｂより下側に係合部２２が形成されている。このため、コイルスプリング１３で上方へ付勢された吸着パッド１２は、ストッパー２０の他辺２０ｃが位置する係止位置Ａにおいて、吸着パッド１２の係合部２２とストッパー２０の他辺２０ｃが当接して、吸着パッド１２は係止された状態となる。つまり、吸着パッド１２は、コイルスプリング１３の弾性変形により、係止位置Ａからパッド支持部材１１に当接部１９が当接する係止位置Ｂまで上下移動が可能となっている。

次に、基板吸着機構１０の作用について説明する。基板吸着機構１０は、前述のとおり、基板検査装置１において、吸気管７と接続され、台座４ｂに複数装着される。そして、位置決めされた被検査基板Ｗを吸着する。

図３に示すように、被検査基板Ｗが吸着する前において、吸着パッド１２の吸着面１２ｂの初期高さは、コイルスプリング１３の上方への付勢力とストッパー２０による係止によって、被検査基板Ｗの基準浮上高さに被検査基板Ｗの反りの最大高さを加えた係止位置Ａにおける高さとなる。この状態で、被検査基板Ｗを基板搬送ステージ４の台座４ｂに載置すると、吸着パッド１２は被検査基板Ｗに押され被検査基板Ｗに対して平行となるように揺動する。これにより、吸着パッド１２の吸着凹部１２ｂが被検査基板Ｗにより塞がれる。真空ポンプ（不図示）は、継手８及び台座４ｂの吸気管７を介して、エアー引き通路１４と連通しているので、パッド支持部材１１の収容凹部１１ｂの内部が排気される。パッド支持部材１１の収容凹部１１ｂは、吸着パッド１２の吸引孔１７で、吸着面１２ｂの吸着凹部１２ｄと連通している。さらに、吸着パッド１２と収容凹部１１ｂとの隙間１６がパッキン１８で気密に閉塞されている。このため、被検査基板Ｗにより各基板吸着機構１１の吸着凹部１２ｄが閉塞されると、収容凹部１１ｂと吸引孔１７内のエアーが排気され、吸着凹部１２ｄに生じた負圧によって被検査基板Ｗが吸着される。ここで、吸着面１２ｂには、吸着凹部１２ｄが形成されていることで、吸引孔１７で直接吸着するよりも、吸着面積を増大させることができるので、同じ負圧でも、吸着面積の増大分吸着力を増大させることができ、効果的である。

そして、パッド支持部材１１の収容凹部１１ｂの内部で吸着パッド１２の下端部１２ｃに作用する負圧と被検査基板Ｗの自重とがコイルスプリング１３の付勢力よりも勝ることで、被検査基板Ｗを吸着した吸着パッド１２は、負圧力により収容凹部１１ｂの内部で下方に移動する。そして、吸着パッド１２の当接部１９が、パッド支持部材１１の上端部１１ａに当接し、吸着パッド１２の吸着面１２ｂが被検査基板Ｗの基準浮上高さに相当する係止位置Ｂで停止する。この状態では、吸着パッド１２は、パッド支持部材１１によって吸着面１２ｂが被検査基板Ｗの浮上基準面（浮上基準高さ）と略平行となるように支持される。このため、被検査基板Ｗを確実に吸着するとともに、被検査基板Ｗを浮上ステージ５上の浮上基準面に対してと略平行となるように支持することができる。

また、図３に示すように、被検査基板Ｗに反りや歪みが生じていても、各々の基板吸着機構１０の吸着パッド１２は、コイルスプリング１３により係止位置Ａから係止位置Ｂまでの間で弾性的に上下移動して、被検査基板Ｗの反りや歪みに対応することができる。さらに、図４に示すように、コイルスプリング１３により吸着パッド１２の吸着面１２ｂが基部１５側を中心として揺動し、被検査基板Ｗと略平行となるよう傾斜するので、各基板吸着機構１０の吸着パッド１２は確実に被検査基板Ｗを吸着することができる。また、吸着パッド１２が揺動する際に、パッキン１８は弾性変形して常に隙間１６を気密に閉塞することができるので、基板吸着機構１０の吸着力が低下してしまうことはない。

また、図３に示すように、係止位置Ａで吸着パッド１２を係止するストッパー２０は、長穴２０ｂにボルト２１を挿通して固定されているので、長穴２０ｂの範囲において、係止位置Ａの高さ、つまり吸着パッド１２の初期高さ（上下移動のストローク量）を調整することができる。このため、例えば製造工程で被検査基板Ｗにより大きな反りや歪みが生じても、ストッパー２０により吸着パッド１２の吸着面１２ｂの突出高さを調整することによって柔軟に対応することができる。また、ストッパー２０による調整は長穴２０ｂの範囲で調整可能なだけでなく、ストッパー２０自体を一辺２０ａが異なる長さのものに交換して調整する方法でもよい。この方法においても、ストッパー２０は、パッド支持部材１１にボルト２１で固定されているだけの構造であるので容易に交換、調整することが可能である。また、吸着パッド１２の基部１５及びパッド支持部材１１の収容凹部１１ｂの断面形状は、平面視非円形状である矩形であり、吸着の際に、回転方向の力が作用したとしても、吸着パッド１２が回転してしまうことがない。

以上のようにして、吸着パッドの初期高さを被検査基板Ｗの反り量に応じて調整し、吸着パッド１２を上下移動、揺動可能に設けることで、被検査基板Ｗの反りや歪みに対応して被検査基板Ｗを確実に吸着し、各々の基板吸着機構１０の吸着パッド１２は係止位置（基準浮上高さ）Ｂまで下降する。そして、各々の基板吸着機構１０の吸着パッド１２は、当接部１９がパッド支持部材１１の上端部１１ａに当接して停止し、吸着面１２ｂが浮上ステージ５と略平行となるように支持される。このため、被検査基板Ｗの一辺は、各基板吸着機構１０の吸引作用により基準浮上高さまで下降し、被検査基板Ｗの反りや歪みが修正された状態で吸着、保持されることになる。

このように、本実施形態における基板吸着機構１０においては、吸着パッド１２の吸着面１２ｂの上下移動、揺動を可能とするだけでなく、初期高さ（上下移動のストローク量）を調整することも可能なので、被検査基板Ｗの反りや歪みに柔軟に対応し、確実な吸着、保持を実現することができる。また、パッド支持部材１１、吸着パッド１２、パッキン１８、コイルスプリング１３及びストッパー２０からなる簡易な構成となっているため、装置コストを削減することができる。さらには、基板吸着機構１０は、ストッパー２０を取り外すことにより、パッド支持部材１１に収容された他の全ての部品を被検査基板Ｗ側（上方）から取り外しできる機構とされているので、各部品の交換が簡単にでき、メンテナンスを容易なものとする。

なお、吸着パッド１２が回転してしまうのを防止するものとして、吸着パッド１２の基部１５及びパッド支持部材１１の収容凹部１１ｂの断面形状を平面視矩形とし、２つのストッパー２０で係止されているとしたが、いずれかの構成のみでも回転を規制するのは可能である。また、吸着パッド１２の基部１５及びパッド支持部材１１の収容凹部１１ｂの断面形状によって回転を規制する場合には、断面形状が非円形形状であればよい。また、ストッパー２０はパッド支持部材１１に固定されて、他辺２０ｃが吸着パッド１２の係合部２２を係止するものとしたが、これに限ることは無く、ストッパーが吸着パッド１２に固定されて、パッド支持部材１１の対応する位置に係合部が形成される構成としても良い。また、ストッパー２０は、吸着パッド１２の片側で係止するものとしたが、これに限ることは無く、吸着パッド１２の両側に係合部を形成し、これら係合部をストッパーで係止する構成としても良い。また、ストッパー２０は、吸着パッド１２の係合部２２を２つのストッパー２０で係止するものとしたが、係合部２２の長手方向に長く延出された略Ｌ字状に形成した１つのストッパーで係止する構成としても良い。

また、基板吸着機構１０を装着するものとして、ミクロ検査が可能な基板検査装置１について説明したが、これに限ることは無く、マクロ検査が可能な基板検査装置において被検査基板Ｗを保持する基板ホルダに装着しても良い。例えば、図５は、本実施形態における第１の変形例として、基板ホルダの平面図を示している。図５に示すように、被検査基板Ｗの外周部を保持する矩形枠状の開口部を有する基板ホルダ８０の上面部８０ａ部に基板吸着機構１０を配列して装着するものとしても良い。この場合、各々の基板吸着機構１０は、基板ホルダ８０に配管された吸気管７と接続されている。

また、図６は、本実施形態における第２の変形例として、基板ホルダの平面図を示している。図６に示すように、基板ホルダ８１の上面部８１ａに基板吸着機構１０を配列して装着するものとしても良い。この場合、被検査基板Ｗを外周部だけでなく、中央部でも吸着、保持し、確実に被検査基板Ｗを吸着、保持することが可能である。

また、図７は、本実施形態における第３の変形例を示したものである。この変形例の基板吸着機構２３においては、吸着パッド１２の当接部２４が基部１５の下端に設けられている。そして、パッド支持部材１１には、吸着パッド１２の当接部２４が係止位置（被検査基板Ｗの基準浮上高さ）Ｂとなった時に当接するものとして、係合部２５が収容凹部１１ｂの底面に設けられている。このような基板吸着機構２３においても同様に、吸着パッド１２は揺動、上下移動可能であり、係止位置Ｂにおいて、被検査基板Ｗをパット支持部材１１に対して略平行に支持することができる。

さらに、図８は、本実施形態における第４の変形例を示したものである。この変形例の基板吸着機構２６においては、吸着パッド１２の当接部２７が、パッド支持部材１１の上端部１１ａと略平行となる段状に形成されている。そして、吸着パッド１２が被検査基板Ｗを吸着し、係止位置Ｂに達した際、吸着パッド１２の当接部２７とパッド支持部材１１とが面で接触することができる。このため、被検査基板Ｗを吸着した吸着パッド１２の吸着面１２ｂをパッド支持部材１１の上端部１１ａに対して略平行となるようにパッド支持部材１１で確実に支持することが可能である。

（第２の実施形態）
図９は、この発明に係る第２の実施形態を示していて、基板吸着機構の断面図を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図９に示すように、この実施形態の基板吸着機構３０は、吸着パッド３１に第一の吸引孔３２と、第二の吸引孔３３とが設けられている。第一の吸引孔３２は、吸着凹部１２ｄに開口する拡径部３２ａと、拡径部３２ａの下方に縮径して連通し、吸着パッド１２の下端部１２ｃまで貫通する縮径部３２ｂとで構成されている。拡径部３２ａと縮径部３２ｂとは、テーパ部３２ｃで接続されている。また、第二の吸引孔３３は、第一の吸引孔３２のテーパ部３２ｃに開口し、吸着パッド１２の下端部１２ｃまで貫通している。また、第一の吸引孔３２には、ストッパー３４が挿入されている。ストッパー３４は、第一の吸引孔３２の縮径部３２ｂの内径よりも大に設定された径の頭部３４ａを有し、軸部３４ｂの先端には、ネジ部３４ｃが形成されるネジである。頭部３４ａの下面３４ｄは第一の吸引孔３２のテーパ部３２ｃのテーパ形状と対応する形状となっている。また、軸部３４ｂの径は第一の吸引孔３２の縮径部３２ｂの内径よりも小に設定され、収容凹部１１ｂと吸着パッド３１の基部１５との隙間１６に対応する隙間３５が形成されている。さらに、台座４ｂにはネジ穴３６が形成され、第一の吸引孔３２の縮径部３２ｂを通してストッパー３４のネジ部３４ｃを螺入することができる。

この実施形態の基板吸着機構３０においては、コイルスプリング１３で上方に付勢された吸着パッド３１をストッパー３４の頭部３４ａの下面３４ｄが第一の吸引孔３２のテーパ部３２ｃと当接することによって係止（第一の係止位置Ａ）することができる。係止位置Ａの状態では、第一の吸引孔３２の縮径部３２ｂは頭部３４ａで閉塞されているので、第二の吸引孔３３を通して吸着パッド３１の吸着凹部１２ｄのエアーが排気され、吸着凹部１２ｄに生じた負圧によって被検査基板Ｗが吸着される。そして、吸着パッド３１が被検査基板Ｗを吸着して下降するのに伴い、第一の吸引孔３２の縮径部３２ｂからも排気されて、係止位置Ｂまで吸着パッド３１は下降する。また、第一の吸引孔３２とストッパー３４との間には、収容凹部１１ｂと吸着パッド３１との隙間１６に対応した隙間３５が形成されているので、吸着パッド３１はストッパー３４と干渉することなく、被検査基板Ｗの反りや歪みに合わせて揺動し、傾斜することができる。

また、基板吸着機構３０では、ストッパー３４のネジ部３４ｃが台座４ｂのネジ穴３６に螺入される量を調整することで、吸着パッド３１の吸着面１２ｂの初期高さ（上下移動のストローク量）を調整することができる。また、軸部３４ｂの長さの異なるストッパー３４を複数用意して調整することも可能である。

（第３の実施形態）
図１０は、この発明に係る第３の実施形態を示していて、基板吸着機構の断面図を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１０に示すように、この実施形態の基板吸着機構４０の吸着パッド４１は、パッド支持部材１１の収容凹部１１ｂに隙間無く収容される基部４２と、基部４２に上部に設けられる揺動部４３とを備える。基部４２の上端には、凹面部４２ａが設けられている。また、揺動部４３の上端部４３ａには、吸着面４３ｂ及び吸着凹部４３ｃが設けられている。さらに、揺動部４３の下端には、基部４２の凹面部４２ａと対応する形状の凸面部４３ｄが設けられ、基部４２の凹面部４２ａに凸面部４３ｄが気密に摺接し、揺動することが可能である。また、揺動部４３の側部４３ｅには、ストッパー２０の他辺２０ｃと係止可能な係合部２２と、パッド支持部材１１の上端部１１ａと略平行となる段状に形成された当接部４４とが設けられている。また、基部４２及び揺動部４３には、連通する吸引孔４５、４６が形成されている。

この実施形態の基板吸着機構４０においても、吸着パッド４１の吸着面４３ｂは、揺動部４３が基部４２上で摺動することで揺動することができる。また、被検査基板Ｗを吸着して、吸着パッド４１が下降すれば、当接部４４とパッド支持部材１１の上端部１１ａとが当接し、被検査基板Ｗをパット支持部材１１に対して略平行に支持することができる。

なお、パッド支持部材１１の揺動部４３の凸面部４３ｄが、基部４２の凹面部４２ａに気密に摺接し、揺動することが可能であるとしたが、これに限ることは無い。少なくとも、基部４２と揺動部４３とが気密に摺接し、揺動可能であれば良く、例えば、基部４２の上端に凸面部が設けられ、揺動部４３の下端に対応する凹面部が設けられる構成としても良い。

（第４の実施形態）
図１１から図１５は、この発明に係る第４の実施形態を示している。図１１に基板吸着機構の全体図、図１２から図１４に断面図を示す。また、図１５に基板検査装置に基板吸着機構を装着した部分の拡大した断面図を示す。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１１、図１２に示すように、この実施形態の基板吸着機構５０は、上端部５１ａに開口する収容凹部５１ｂを有するパッド支持部材５１と、上端部５２ａに被検査基板Ｗを吸着する吸着面５２ｂが設けられる吸着パッド５２と、吸着パッド５２の下端部５２ｃと収容凹部５１ｂとに挟装されて設けられるコイルスプリング５３とを備える。

パッド支持部材５１の側壁５１ｃには、台座に設けられた吸気管７と接続可能にエアー引き通路５４が形成され、収容凹部５１ｂまで連通している。なお、吸気管７は、台座に接続された継手９を介して、真空ポンプ（不図示）に接続されていて、これにより排気を可能としている。また、吸着パッド５２は、基部５５がパッド支持部材５１の収容凹部５１ｂに隙間５６を有して収容されている。パッド支持部材５１の収容凹部５１ｂと、対応する吸着パッド５２の基部５５との断面形状は平面視円形であり、隙間５６の大きさは、吸着パッド５２が収容凹部５１ｂの内部において所定の範囲揺動することが可能な大きさに設定されている。さらに、吸着パッド５２の吸着面５２ｂには上部に開口する吸着凹部５２ｄが設けられている。また、吸着パッド５２には、吸着凹部５２ｄの底面５２ｅから基部５５の下端まで貫通し、パッド支持部材５１のエアー引き通路５４と連通する第一の吸引孔５７が形成されている。第一の吸引孔５７は、吸着凹部５２ｄに開口する拡径部５７ａと、拡径部５７ａの下方に縮径して連通し、吸着パッド５２の下端部５２ｃまで貫通する縮径部５７ｂとで構成されている。拡径部５７ａと縮径部５７ｂとは段部５７ｃで接続されている。また、吸着パッド５２には、段部５７ｃに開口し、下端部５２ｃまで貫通する第二の吸引孔５８が設けられている。また、吸着パッド５２の基部５５には、弾性変形可能なパッキン５９が外嵌されていて、隙間５６を気密に閉塞している。パッキン５９は、より詳しくはＶパッキンである。

さらに、吸着パッド５２は、基部５５の上部において、パッド支持部材５１の収容凹部５１ｂの開口形状よりも大きくテーパ状に拡径した当接部６０が設けられている。つまり、コイルスプリング５３の付勢力よりも大となる押し込み力を吸着パッド５２に与えれば、コイルスプリング５３が弾性変形して、吸着パッド５２は収容凹部５１ｂの内部で下方へ移動して、パッド支持部材５１の上端部５１ａに吸着パッド５２の当接部６０が当接する。このため、吸着パッド５２は、吸着面５２ｂがパッド支持部材５１の上端部５１ａと略平行となるように、パッド支持部材５１に支持される。

また、第一の吸引孔５７には、ストッパー６１が挿入されている。ストッパー６１は、第一の吸引孔５７の縮径部５７ｂの内径よりも大に設定された径の頭部６１ａを有し、軸部６１ｂの先端には、ネジ部６１ｃが形成されているネジである。また、軸部６１ｂの径は、第一の吸引孔５７の縮径部５７ｂの内径よりも小に設定され、収容凹部５１ｂと吸着パッド５２の基部５５との隙間５６に対応する隙間６２が形成されている。さらに、パッド支持部材５１の底部５１ｄには、ネジ穴６３が形成され、ストッパー６１のネジ部６１ｃを螺入することができる。このため、コイルスプリング５３で上方へ付勢された吸着パッド５２は、吸着パッド５２の第一の吸引孔５７の段部５７ｃとストッパー６１の頭部６１ａとが当接して、吸着パッド５２は係止された状態となる。つまり、吸着パッド５２は、コイルスプリング５３の弾性変形により、係止位置Ａからパッド支持部材５１に当接部６０が当接する係止位置Ｂまで上下移動が可能となっている。

また、パッド支持部材５１の上端部５１ａと相対する吸着パッド５２の背面部５２ｆには、ピン６４がパッド支持部材５１側に突出して設けられ、対応するパッド支持部材５１の上端部５１ａには、ピン６４の突出部が挿入される長穴６５が形成されている。長穴６５は、吸着パッド５２が係止位置Ｂに位置しても、ピン６４と干渉しない深さを有し、吸着パッド５２が揺動しても、ピン６４と干渉しない幅、長さを有している。

また、パッド支持部材５１の側面５１ｅには、ネジ穴６６が形成された装着部６７が設けられている。そして、図１５に示すように、台座４ｂに設けられた対応する設置部６８に装着部６７を位置合わせして、ネジ穴６６にボルト６９を挿通して固定される。

図１２、図１３に示すように、この実施形態の基板吸着機構５０でも同様に吸着パッド５２は揺動し、また係止位置Ａから係止位置Ｂまで上下移動することができる。また、ストッパー６１のネジ穴６３への螺入量を調整することで、吸着パッド５２の吸着面５２ｂの初期高さ（上下移動のストローク量）を調整することができる。また、図１４に示すように、ストッパー６１の軸部６１ｂの長さが異なるものを用意して、交換することによって調整してもよい。

また、図１１、図１２に示すように、基板吸着機構５０では、吸着パッド５２の基部５５及びパッド支持部材５１の収容凹部５１ｂの断面形状が平面視円形なので、パッキン５９による気密がさらに良好なものとなる。この際、円形形状なので、吸着パッド５２は収容凹部５１ｂの内部で回転してしまう恐れがあるが、吸着パッド５２のピン６４とパッド支持部材５１の長穴６５とで回転規制しているので問題がない。

また、図１２に示すように、基板吸着機構５０は、エアー引き通路５４がパッド支持部材５１の側壁５１ｃを貫通して形成されているので、基板吸着機構５０の厚さを吸着パッド５２が上下移動を可能とする範囲において最小限の厚さとすることができる。このため、図１５に示すように、基板吸着機構５０は被検査基板Ｗを吸着した状態で、基板吸着機構５０の厚さＴ５０と被検査基板Ｗの厚さＴＷとを合わせた厚さを透過照明装置６のレンズの作動距離ＷＤよりも小さくすることができる。これにより、透過照明装置６と基板吸着機構５０とは干渉することが無く、ミクロ観察部２及び透過照明装置６によって基板吸着機構５０の端部５０ａの位置まで観察することが可能となる。

なお、パッド支持部材５１の収容凹部５１ｂの内部で吸着パッド５２が回転しないように規制するものとして、吸着パッド５２の背面部５２ｆにピン６４が突出して設けられ、パッド支持部材５１の対応する位置に長穴６５が形成されるとしたが、これに限ることない。吸着パッド５２に長穴が設けられ、パッド支持部材５１にピンが突出して設けられる構成としても良い。

（第５の実施形態）
図１６から図１８は、この発明に係る第５の実施形態を示している。図１６に基板吸着機構の全体図を示す。また、図１７にストッパーの部分の側方視した断面図、図１８に平面視した断面図を示す。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１６に示すように、基板吸着機構７０において、ストッパー７１は、パッド支持部材５１の側面５１ｅに上下方向に長く形成され、めねじが設けられた長溝７２に、螺入して固定される係止ロッド７３である。図１７、図１８に示すように、係止ロッド７３は、長溝７２の幅より大に設定された径を有する軸部７３ａと、軸部７３ａの先端に設けられ、長溝７２の幅及びめねじに対応する径及びおねじを有するネジ部７３ｂと、頭部７３ｃとを備える。また、軸部７３ａとネジ部７３ｂとの間には、ネジ部７３ｂの縮径によって段部７３ｄが形成されている。このため、係止ロッド７３は、長溝７２に螺入された状態で長溝７２の内部において上下方向に移動可能であり、段部７３ｄがパッド支持部材５１の側面５１ｅに当接するまで締め込むことによって、上下方向へ取り付け位置可変に固定される。また、吸着パッド５２には、略Ｌ字状の部材からなり、一辺７４ａに長穴７５を有する係止部材７４が、係止ロッド７３を長穴７５に挿通させ、かつ長穴７５が上下方向に延在するように固定されている。係止部材７４は、他辺７４ｂが、一辺７４ａとパッド支持部材５１との間に所定の隙間７６が形成されるように、ネジ７４ｃによって吸着パッド５２の背面部５２ｆに固定されている。隙間７６は、吸着パッド５２がパッド支持部材５１の内部で揺動する際に、パッド支持部材５１に係止部材７４が当接して支障とならない幅を有している。

図１６に示すように、基板吸着機構７０においては、長溝７２の所定の位置に固定された係止ロッド７３に係止部材７４の長穴７５の下端７５ａが当接することによって、弾性部材で上方に付勢された吸着パッド５２を係止位置Ａに係止することができる。そして、被検査基板Ｗが吸着パッド５２の吸着面５２ｂに載置され吸着されることによって、吸着パッド５２は下降するが、係止ロッド７３は長穴７５に挿通されているので、係止ロッド７３と係止部材７４とが干渉することなく、吸着パッド５２は係止位置Ｂまで下降することができる。また、長溝７２に固定された係止ロッド７３を緩めて、長溝７２の内部で位置調整し、適当な位置で締め付ければ吸着パッド５２の係止位置Ａを調整し、吸着面５２ｂの初期高さ（上下移動のストローク量）の調整を行うことが可能である。

なお、上記において係止部材７４が吸着パッド５２に固定され、係止ロッド７３がパッド支持部材５１の長溝７２に固定される構成としたが、係止部材が吸着パッド５２に固定され、係止ロッドがパッド支持部材５１に取り付け位置可変に固定される構成としても良い。また、係止部材７４はＬ字状の部材に限ること無く、長穴７５を有する部材であれば良い。さらに、係止ロッド７３は、これに限ることなく、長穴７５に挿通され、位置調整可能な部材であれば良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、吸着パッドを上方に付勢する弾性部材はコイルスプリングであるとしたが、これに限ることは無く、例えばベローズ管などにしても良い。また、吸着パッドに外嵌され、吸着パッドと収容凹部との隙間を気密に閉塞するものとしてＶパッキンを示したが、これに限ること無く、ＯリングやＣリングとしても良い。

この発明の第１の実施形態の基板検査装置の平面図である。 この発明の第１の実施形態の基板吸着機構の全体図である。 この発明の第１の実施形態の基板吸着機構の断面図である。 この発明の第１の実施形態の基板吸着機構の断面図である。 この発明の第１の実施形態の第１の変形例の基板ホルダの平面図である。 この発明の第１の実施形態の第２の変形例の基板ホルダの平面図である。 この発明の第１の実施形態の第３の変形例の基板吸着機構の断面図である。 この発明の第１の実施形態の第４の変形例の基板吸着機構の断面図である。 この発明の第２の実施形態の基板吸着機構の断面図である。 この発明の第３の実施形態の基板吸着機構の断面図である。 この発明の第４の実施形態の基板吸着機構の全体図である。 この発明の第４の実施形態の基板吸着機構の断面図である。 この発明の第４の実施形態の基板吸着機構の断面図である。 この発明の第４の実施形態の基板吸着機構の断面図である。 この発明の第４の実施形態の基板検査装置に基板吸着機構を装着した部分の断面図である。 この発明の第５の実施形態の基板吸着機構の全体図である。 この発明の第５の実施形態の基板吸着機構のストッパーの部分を側方視した断面図である。 この発明の第５の実施形態の基板吸着機構のストッパーの部分を平面視した断面図である。

符号の説明

１ 基板検査装置
４ｂ 台座
４ｄ 装着底面
７ 吸気管
１０、２３、２６、３０、４０、５０、７０ 基板吸着機構
１１、５１ パッド支持部材
１１ａ、５１ａ 上端部
１１ｂ、５１ｂ 収容凹部
１１ｃ、５１ｄ 底部
５１ｃ 側壁
５１ｅ 側面
１２、３１、４１、５２ 吸着パッド
１２ａ、４３ａ、５２ａ 上端部
１２ｂ、４３ｂ、５２ｂ 吸着面
１２ｄ、４３ｃ、５２ｄ 吸着凹部
１２ｅ、５２ｅ 底面
１３、５３ コイルスプリング（弾性部材）
１４、５４ エアー引き通路
１５、４２、５５ 基部
４２ａ 凹面部
１６、５６ 隙間
１７、４５、４６ 吸引孔
１８、５９ パッキン
１９、２４、２７、４４、６０ 当接部
２０、３４、６１、７１ ストッパー
２０ａ 一辺
２０ｂ 長穴
２０ｃ 他辺
３４ａ、６１ａ 頭部
２１ ボルト
２２、２５ 係合部
３２、５７ 第一の吸引孔
３３、５８ 第二の吸引孔
３５ 隙間
３６、６３ ネジ穴
４３ 揺動部
４３ｄ 凸面部
６４ ピン
６５ 長穴
７２ 長溝
７３ 係止ロッド
７３ｃ 頭部
７４ 係止部材
７５ 長穴

Claims (12)

1. 上端部に開口する収容凹部を有し、該収容凹部の内部を排気する吸気管を接続可能なエアー引き通路が設けられたパッド支持部材と、
   上端部に被検査基板を吸着する吸着面が設けられ、前記収容凹部に収容される基部側を中心として前記吸着面が揺動可能で、前記吸着面から前記基部まで貫通し、前記エアー引き通路と連通する吸引孔が形成された吸着パッドと、
   該吸着パッドと前記収容凹部との隙間を気密に閉塞するパッキンと、
   前記吸着パッドの前記基部の下端に設けられ、前記吸着パッドを上方に付勢する弾性部材と、
   前記吸着パッドを所定の係止位置で係止可能なストッパーとを備え、
   前記吸着パッドは、前記弾性部材が弾性変形することによって、前記ストッパーの前記係止位置まで上下移動可能であるとともに、前記ストッパーは前記係止位置を調整可能であることを特徴とする基板吸着機構。
2. 請求項１に記載の基板吸着機構において、
   前記吸着パッドの前記吸着面には上部に開口する吸着凹部が設けられ、前記吸引孔は前記吸着凹部の底面に開口することを特徴とする基板吸着機構。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板吸着機構において、
   前記吸着パッドには、前記パッド支持部材に当接し前記吸着面を前記パッド支持部材に対して所定角度で支持する当接部が設けられ、前記吸着パッドは前記当接部が前記パッド支持部材に当接する位置から、前記ストッパーの前記係止位置まで上下移動可能であることを特徴とする基板吸着機構。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板吸着機構において、
   前記パッド支持部材の前記収容凹部と前記吸着パッドの前記基部との間には、所定の隙間が形成され、前記パッキンが弾性変形して前記隙間を気密に閉塞することが可能な範囲において、前記吸着パッドは揺動可能であることを特徴とする基板吸着機構。
5. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板吸着機構において、
   前記吸着パッドは、前記基部と前記吸着面を有する揺動部とで構成され、前記基部の上端と前記揺動部の下端のいずれか一方には凹面部が設けられ、他方には対応する凸面部が設けられ、前記基部の上端において前記揺動部の下端が気密に接し摺動することで、前記吸着面が揺動可能であることを特徴とする基板吸着機構。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板吸着機構において、
   前記パッド支持部材の前記収容凹部の底部には、前記吸着パッドの前記吸引孔と同軸上にネジ穴が設けられ、前記ストッパーは、前記吸着パッドの前記吸引孔より大きい径に設定された頭部を有し、前記吸着パッドの前記吸引孔に隙間を有して挿入され、前記ネジ穴に螺合されるネジであることを特徴とする基板吸着機構。
7. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板吸着機構において、
   前記ストッパーは、一辺に長穴を有する略Ｌ字状の部材からなり、前記パッド支持部材あるいは前記吸着パッドのいずれか一方の側部に係合部が形成されるとともに、他方の側部には、前記ストッパーが、他辺を前記係合部に当接可能に、前記長穴に挿通されたボルトによって固定されることを特徴とする基板吸着機構。
8. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板吸着機構において、
   前記ストッパーは、前記パッド支持部材あるいは前記吸着パッドのいずれか一方に取り付けられた係止部材に対し、該係止部材に形成された上下方向に延在する長穴に移動可能に挿通される係止ロッドにより構成され、該係止ロッドが前記パッド支持部材あるいは前記吸着パッドのいずれか他方に上下方向へ取り付け位置可変に固定されることを特徴とする基板吸着機構。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の基板吸着機構において、
   前記パッド支持部材の前記エアー引き通路は、前記支持部材の側壁を貫通して形成されることを特徴とする基板吸着機構。
10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の基板吸着機構において、
    前記パッド支持部材と前記吸着パッドとの対応する位置において、それらのいずれか一方には他方の側へ突出するようにピンが設けられ、他方には該ピンの突出部が挿入される長穴が設けられることを特徴とする基板吸着機構。
11. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の基板吸着機構において、
    前記パッド支持部材の前記収容凹部及び前記吸着パッドの前記基部の断面形状は、平面視非円形形状であることを特徴とする基板吸着機構。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の基板吸着機構が、被検査基板を保持する台座に複数着脱自在に装着されていることを特徴とする基板検査装置。

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