JP2007180074A

JP2007180074A - 静電気検出装置および基板検査装置

Info

Publication number: JP2007180074A
Application number: JP2005373650A
Authority: JP
Inventors: Mina Kobayashi; 三奈小林
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】基板の剥離時の静電気の発生状況を正確に把握することができる静電気検出装置および基板検査装置を提供する。
【解決手段】リフトピン３は、ステージ２上で基板１を支持して上昇および下降させることが可能である。静電気量を測定する複数のセンサ４が基板１の表面よりもステージ２側に配置されている。イオナイザ本体６によってイオン化された気体はイオン放出バー８から基板１の上面に吹き付けられる。また、イオナイザ本体７によってイオン化された気体は、基板１と接触する面に開口したイオン吹き出し口１０から基板１の下面に吹き付けられる。基板剥離時に、静電気が発生しそうな値まで測定値が上昇した場合、制御装置１１は、イオナイザ本体６および７のイオン供給量を調節する、リフトピン３の上昇速度を調節する等の制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板の静電気を検出して除去する静電気検出装置に関すると共に、この静電気検出装置を備え、基板の外観を検査する基板検査装置に関する。

従来、液晶表示装置用のガラス基板や半導体装置全般用の半導体ウェハ等の基板をステージ上に載置して検査等を行う場合に、基板をステージから引き離す際に、剥離帯電による静電気が発生することがあった。この静電気が放電することによって、基板にひび割れや欠け等が生じたり、基板上に形成されたパターンがダメージを受けたりするため、基板の静電気を除去する必要があった。

従来においては、基板の上方に１個の静電気測定センサを設置し、静電気の測定が行われていた（例えば特許文献１参照）。また、静電気除去方法としては、イオナイザの電極に印加するＤＣパルスのデューティー比をＰＩＤ制御により増減させる手法等が採られていた。
特開平８−９７１２１号公報

しかし、静電気が発生するのは、基板がステージから剥離される瞬間と考えられるため、基板の上方に静電気測定センサが設けられていると、剥離瞬間の静電気の発生状況を正確に把握することができないという問題があった。また、１個の静電気測定センサのみでは、特に大型の基板で局所的に発生する静電気を検出することが困難であるため、剥離瞬間の静電気の発生状況を正確に把握することができないという問題があった。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、基板の剥離時の静電気の発生状況を正確に把握することができる静電気検出装置および基板検査装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、基板が載置されるステージと、前記ステージに配設され、前記ステージ上で前記基板を上昇および下降させる昇降手段と、前記基板の静電気を除去する静電気除去手段と、前記基板の表面よりも前記ステージ側に配設され、静電気量を測定するセンサとを備えたことを特徴とする静電気検出装置である。

また、本発明の静電気検出装置は、前記センサが複数個配設されていることを特徴とする。

また、本発明の静電気検出装置は、前記センサが、前記基板と接触する前記ステージの表面に配設されていることを特徴とする。

また、本発明の静電気検出装置は、前記センサが前記昇降手段に配設されていることを特徴とする。

また、本発明の静電気検出装置は、前記センサによって測定された静電気量に応じて前記静電気除去手段の動作を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明の静電気検出装置は、前記センサによって測定された静電気量に応じて前記昇降手段の動作を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記の静電気検出装置を備え、前記基板の外観を検査することを特徴とする基板検査装置である。

本発明によれば、基板の表面よりもステージ側にセンサが配設されているため、基板の剥離時の静電気の発生状況を正確に把握することができるという効果が得られる。また、センサを複数配設することによって、基板の剥離時の静電気の発生状況をより正確に把握することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態による静電気検出装置の構成を示している。本静電気検出装置は、例えば液晶表示装置用のガラス基板の外観検査を行う液晶検査装置内に設けられる。以下では、本静電気検出装置を液晶検査装置に適用した場合について説明を行うが、本静電気検出装置の適用範囲はこれに限定されない。

図１において、基板１は検査時にステージ２上に載置される。ステージ２は、基板１の検査が行われる位置と、図示せぬローダ（ロボット）との基板受け渡し位置との間を移動可能である。ローダとステージ２との基板１の受け渡しは、ステージ２に配設されたリフトピン３（昇降手段）を介して行われる。リフトピン３は、ステージ２上で基板１を支持して上昇および下降させることが可能である。図１（ａ）は、リフトピン３が上昇し、基板１を押し上げてステージ２から剥離させた場合の様子を示している。また、図１（ｂ）は、リフトピン３が下降し、基板１がステージ２上に載置された場合の様子を示している。この場合、リフトピン３は、基板１と接触しないようにステージ２内に退避している。

基板１と接触するステージ２の面上には、静電気量を測定する複数のセンサ４（静電気測定センサ）が配設されている。静電気の測定結果は、センサ４からセンサ制御装置５を介して制御装置１１へ出力される。制御装置１１にはイオナイザ本体６および７（静電気除去手段）も接続されている。イオナイザ本体６および７は、図示せぬ気体供給源から供給される窒素ガスや空気等の気体を正または負にイオン化する。

イオナイザ本体６によってイオン化された気体（以下、イオン化気体と称する）は、基板１の上方に配置されたイオン放出バー８（除電バー）へ供給され、イオン放出バー８から基板１の上面に吹き付けられる。また、イオナイザ本体７によってイオン化されたイオン化気体は、ステージ２内を通るイオン流通路９へ供給され、基板１と接触する面に開口したイオン吹き出し口１０から基板１の下面に吹き付けられる。このイオン吹き出し口１０は、リフトピン３を収納するスペースにもなっている。

イオン化気体を基板１に吹き付けることによって、静電気が除去され、基板１の帯電が中和される。イオン吹き出し口１０は、リフトピン３の数に合わせて複数設けられており、イオナイザ本体７とイオン吹き出し口１０を繋ぐイオン流通路９は個々のイオン吹き出し口１０毎に独立に設けられている。制御装置１１は、イオナイザ本体７を制御することによって、各イオン吹き出し口１０から吐出されるイオン化気体の吐出量を個別に制御することができる。

なお、本実施形態では除電機構として、基板１上方のイオン放出バー８からイオン化気体を基板１に吹き付けるものと、ステージ２表面のイオン吹き出し口１０からイオン化気体を基板１に吹き付けるものとの２種類が設けられているが、いずれか１種類のみが設けられているとしてもよい。また、除電機構は以下のようにしてもよい。例えば、リフトピン３の内部にイオン流通路を設け、リフトピン３の先端あるいは側面等からイオン化気体を吐出させてもよい。また、イオン放出バー８と同様の気体吐出口が設けられた棒状の部材をステージ２の内部または下に設け、イオン吹き出し口１０と同様の開口部からイオン化気体を吐出させてもよい。さらに、除電量の制御は、気体をイオン化させるため気体に印加する電圧を制御してイオン化気体の帯電量を制御することによって行ってもよい。

制御装置１１は静電気検出装置の全体を制御する。制御装置１１は、例えば汎用のＰＣ（Personal Computer）によって構成され、加減乗除や比較等の演算機能を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなる制御部、情報記憶機能を有するＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の外部記憶装置やＳＤＲＡＭ（Synchronous Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶装置、センサ制御装置５およびイオナイザコントローラ７等と通信を行うための通信部、ユーザが操作するためのマウスやキーボード等の操作部、情報を表示する表示部等を有している。

以下、制御装置１１が有する機能をいくつか例示する。制御装置１１は、センサ制御装置５へ制御信号を出力することによって、センサ制御装置５を介してセンサ４を制御し、センサ４から静電気の測定値を取得する。また、制御装置１１は、イオナイザ本体６および７へ制御信号を出力することによって、除電（イオン化気体の吹き付け）の開始・停止を行ったり、除電量の調節を行ったり等のイオナイザ本体６および７の動作制御を行う。特に、ステージ２から基板１が剥離する前後において制御装置１１は、静電気の測定値に基づいて基板１の帯電状態（静電気が放電する可能性があるのか、ないのか等）を判断し、イオナイザ本体６および７の動作を決定する。制御装置１１は、決定結果に基づいた制御信号をイオナイザ本体６および７へ出力し、イオン化気体の吐出量や帯電量の調節等を行う。

なお、図面の見易さを考慮して図示していないが、リフトピン３もリフトピン制御装置を介して制御装置１１に電気的に接続されており、制御装置１１は、リフトピン制御装置へ制御信号を出力することによって、リフトピン制御装置を介してリフトピン３の動作を制御する。これによって、リフトピン３が上昇または下降し、基板１の搬入または搬出が行われる。特に、ステージ２から基板１が剥離する前後において制御装置１１は、静電気の測定値に基づいて基板１の帯電状態（静電気が放電する可能性があるのか、ないのか等）を判断し、リフトピン３の動作を決定する。制御装置１１は、決定結果に基づいた制御信号をリフトピン制御装置へ出力し、リフトピン３の上昇速度の調節等を行う。

リフトピン３およびセンサ４はそれぞれ複数配設されている。センサ４は基板１の表面よりも下側（基板１を基準としてステージ２側）に配置されており、本実施形態ではステージ２の外面のうち、基板１が載置される面上または面内で外部に露出するように配設されている。ステージ２表面に形成した窪みの中にセンサ４を設け、センサ４と基板１が直接接触しないようにしてもよい。センサ４は、リフトピン３に近接した位置に配設されている。基板１とステージ２との剥離はリフトピン３の上昇によって引き起こされるため、このようにリフトピン３の近傍にセンサ４を配置することがより望ましい。制御装置１１の記憶部には、センサ４の位置とリフトピン３の位置とが対応付けられた位置情報が格納されており、制御装置１１の制御部は位置情報を適宜読み出して利用する。

本実施形態のように、複数のセンサ４を用いることにより、基板１をステージ２から剥離させるときに発生する静電気の量を様々な箇所で把握することができる。制御装置１１は、センサ制御装置５を介して静電気の測定値を読み取ることが可能であり、基板剥離時に静電気が発生しそうな箇所を事前に確認することができる。基板剥離時に、静電気が発生しそうな値まで測定値が上昇した場合、制御装置１１は、イオナイザ本体６および７のイオン供給量を調節する、リフトピン３の上昇速度を調節する等の制御を行う。これによって、静電気の発生を抑制することができる。

図２は、基板剥離時のステージ２の状態を示している。ステージ２の上部にセンサ４が配置されており、リフトピン３が基板１を上昇させる様子が示されている。前述したように、センサ４を基板１と接触するように設けてもよいし、基板１と接触しないように窪みの中等に設けてもよい。図２（ａ）の符号（Ａ）は、リフトピン３が基板１に接触するときのリフトピン３の先端位置を示しており、符号（Ｂ）は、基板１がステージ２から剥離し始めるときのリフトピン３の先端位置を示している。リフトピン３が上昇する間、制御装置１１は、センサ４によって測定される静電気の測定値を監視する。

図２（ｂ）は、静電気の測定値の変化の一例を示している。図の縦軸は静電気の測定値であり、横軸はリフトピン３の先端位置を示している。図示されるように、リフトピン３が基板１を押し上げ、ステージ２から剥離させ始めた直後に静電気の放電が発生しそうになっている。制御装置１１は各センサ４の測定値を常に監視し、図２（ｂ）のように測定値が規定値を超えた場合に、リフトピン３の上昇動作およびイオン化気体の供給動作のいずれか、もしくは両方の動作を制御し、静電気が放電しないように処理を行う。この規定値は予め設定されたしきい値であり、本実施形態では、静電気が放電する可能性がある値と定義する。

次に、図３を参照し、本実施形態による静電気検出装置の動作をさらに詳細に説明する。図３は、基板１の検査後の処理（検査が終了した時点から、ローダが基板１を受け取る位置に基板１を上昇移動させるまでの処理）の手順を示している。検査終了後の処理が開始されると、基板１の載置されたステージ２は、リフトピン３を上昇させる位置まで移動する（ステップＳ３００）。ステージ２の移動が完了した後、制御装置１１はイオナイザ本体６および７へ制御信号を出力し、静電気除去機能をＯＮにする（ステップＳ３０１）。

続いて、制御装置１１はリフトピン制御装置へ制御信号を出力し、リフトピン３の上昇を開始させる（ステップＳ３０２）。リフトピン３が上昇を開始（ステップＳ３０２）してから、基板１の剥離が終了する（ステップＳ３０７）まで、制御装置１１はセンサ４から測定値を取得し、以下のステップＳ３０３〜Ｓ３０６の処理（主に制御装置１１の制御部を中心とした処理）を行う。

制御装置１１は、センサ制御装置５を介してセンサ４から測定値を取得する（ステップＳ３０３）。続いて、制御装置１１は、予め設定された規定値と測定値を比較し、測定値が規定値を超えているか否かを判定する（ステップＳ３０４）。測定値が規定値を超えていなかった場合には、処理がステップＳ３０３に戻り、制御装置１１は測定値の監視を継続する。また、測定値が規定値を超えた場合には、制御装置１１はリフトピン制御装置へ制御信号を出力し、リフトピン３の上昇を一旦停止させる（ステップＳ３０５）。続いて、制御装置１１はイオナイザ本体７へ制御信号を出力し、イオン化気体の放出量を増加させると共に、リフトピン制御装置へ制御信号を出力し、ステップＳ３０５で停止する前の速度よりも低い上昇速度でリフトピン３の上昇を再開させる（ステップＳ３０６）。

このステップＳ３０６では特に、制御部１１の制御によって、複数のセンサ４のうち、測定値が規定値を超えたと判定されたセンサ４に最も近いイオン吹き出し口１０から吐出されるイオン化気体の吐出量が増加する。このように、本実施形態では局所的に静電気量が増加した場合でも、放電をより確実に防止することができる。

基板１がステージ２から完全に離れて基板１の剥離が完了した（ステップＳ３０７）後もリフトピン３は、ローダに基板１を受け渡す位置まで上昇する。リフトピン３の上昇が終了して、制御装置１１がイオナイザ本体６および７へ制御信号を出力し、静電気除去機能をＯＦＦにする（ステップＳ３０８）と処理が終了する。基板１の剥離が完了するまで、制御装置１１は常にセンサ４の測定値を確認し、放電の可能性のある測定値が得られた場合には、リフトピン３を一旦停止させてから、静電気の除去機能を強化すると共に、上昇速度を前よりも落としてリフトピン３を上昇させる処理を行う。

上記のようにイオン化気体の放出量（特にイオン吹き出し口１０からの放出量）を増加させることによって、静電気による放電を防止することができる。また、リフトピン３を一旦停止させることによって、その時点よりも静電気量が増加することを防ぐことができる。本実施形態のように、リフトピン３を一旦停止させてからイオン化気体の放出量を増加させるのが特に効果的である。また、上昇速度を落としてリフトピン３を上昇させることによって、静電気量の増加速度を抑えることができ、その分、相対的にイオン化気体による除電機能を強化して放電を防止することができる。

なお、放電の可能性のある測定値が得られた場合に、上記に代えて以下の第１または第２の変形例のようにしてもよい。第１の変形例では、センサ４の測定値が規定値を超えた場合に、制御装置１１はリフトピン制御装置へ制御信号を出力し、リフトピン３の上昇速度を低下させる。これによって、静電気量の増加速度を抑えることができ、その分、相対的にイオン化気体による除電機能を強化して放電を防止することができる。これは特に、基板１の上方から基板１の上面にイオン化気体を吹き付ける機構は存在するが、ステージ２側から基板１の下面にイオン化気体を吹き付ける機構は存在しないという場合に効果的である。

第２の変形例では、センサ４の測定値が規定値を超えた場合に、制御装置１１はイオナイザ本体７へ制御信号を出力し、イオン化気体の放出量（特にイオン吹き出し口１０からの放出量）を増加させる。この場合、リフトピン３の上昇速度は変わらないが、イオン化気体の放出量を増加させることによって、静電気による放電を防止することができる。

次に、センサ４の他の配置例を説明する。図４は、ステージ２に対するリフトピン３およびセンサ４の配置位置を示すステージ２の平面図である。センサ４はステージ２の全体に均等に配置されており、図４では、隣接するリフトピン３同士のほぼ中央の位置に各センサ４が配置されている。

図５は、ステージ２の平面内におけるセンサ４の他の配置例を示している。１枚の基板１から複数の液晶パネルを面取りする場合（図５は４面取りの例）の各液晶パネル（セル）の位置とセンサ４の位置が予め対応付けられており、その情報が制御装置１１の記憶部に格納されている。制御装置１１は、静電気の測定を行った場合に、上記の対応付けされた情報に対して静電気の測定結果を付加して記憶する。この結果、各セルの静電気の測定結果が制御装置１１に蓄積されることになる。基板１の検査の結果、例えばいずれかのセルにひび割れや欠け等の欠陥が発見された場合には、そのセルに関連付けられた静電気の測定結果を参照することによって、欠陥が静電気の放電によって発生したのかどうかを確認することができる。

図６は、リフトピン３にセンサ４を配設した場合の例を示している。図６ではセンサ４がリフトピン３の先端近傍の側面に配設されているが、リフトピン３の上端にセンサ４を配設してもよい。センサ４は全てのリフトピン３に配設することがより望ましい。

ステージ２の表面にセンサ４を設けた場合には、基板１がステージ２上に載置されている状態での静電気の発生状況を正確に把握することができる。基板１がステージ２上に載置されると、先端が基板１に接触しないようにリフトピン３がステージ２の表面位置よりも下方へ退避してしまうため、リフトピン３にセンサ４を設けた場合には、基板１がステージ２上に載置されている状態での静電気の発生状況を必ずしも正確に把握することができない。その一方で、リフトピン３にセンサ４を設けた場合には、基板１がステージ２から完全に剥離した後でも、基板１の近傍で静電気を測定することができるため、基板１がローダに受け渡されるまでの静電気の発生状況を正確に把握することができる。

上述したように本実施形態によれば、基板１の表面よりもステージ２側にセンサ４が配設され、特に基板１の近傍で静電気の測定が可能なステージ２の表面またはリフトピン３にセンサ４が配設されているため、基板の剥離時の静電気の発生状況を正確に把握することができる。また、センサ４が複数配設されており、局所的な静電気の発生状況を把握することができるため、特に基板１が液晶表示装置用のガラス基板のような大型の基板であっても、基板の剥離時の静電気の発生状況を正確に把握することができる。

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

本発明の一実施形態による静電気検出装置の構成を示す構成図である。本発明の一実施形態による静電気検出装置が備えるステージの基板剥離時の様子を示す模式図である。本発明の一実施形態による静電気検出装置の動作の手順を示すフローチャートである。本発明の一実施形態による静電気検出装置が備えるセンサの配置位置を示す模式図である。本発明の一実施形態による静電気検出装置が備えるセンサの配置位置を示す模式図である。本発明の一実施形態による静電気検出装置が備えるセンサの配置位置を示す模式図である。

符号の説明

１基板、２ステージ、３リフトピン、４センサ、５センサ制御コントローラ、７イオナイザ制御コントローラ、８イオン放出バー、９イオン流通路、１０イオン吹き出し口、１１制御装置

Claims

基板が載置されるステージと、
前記ステージに配設され、前記ステージ上で前記基板を上昇および下降させる昇降手段と、
前記基板の静電気を除去する静電気除去手段と、
前記基板の表面よりも前記ステージ側に配設され、静電気量を測定するセンサと、
を備えたことを特徴とする静電気検出装置。
前記センサが複数個配設されていることを特徴とする請求項１に記載の静電気検出装置。
前記センサが、前記基板と接触する前記ステージの表面に配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電気検出装置。
前記センサが前記昇降手段に配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電気検出装置。
前記センサによって測定された静電気量に応じて前記静電気除去手段の動作を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの項に記載の静電気検出装置。
前記センサによって測定された静電気量に応じて前記昇降手段の動作を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの項に記載の静電気検出装置。
請求項１〜請求項６のいずれかの項に記載の静電気検出装置を備え、前記基板の外観を検査することを特徴とする基板検査装置。