JP2008078304A - 基板保持機構およびそれを用いた基板検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板保持機構および基板検査装置において、基板を円滑かつ確実に保持することができるようにする。
【解決手段】基板保持機構が、被保持物である薄板状のガラス基板Wが略一定の配置領域である基板受け部20aに供給されるホルダベース20と、ホルダベース20において配置領域の外側と外縁部との間で進退可能に設けられ、配置領域の外縁部に進出時にガラス基板Wを保持する複数の吸着ホルダ21とを備える。
【選択図】図3
【解決手段】基板保持機構が、被保持物である薄板状のガラス基板Wが略一定の配置領域である基板受け部20aに供給されるホルダベース20と、ホルダベース20において配置領域の外側と外縁部との間で進退可能に設けられ、配置領域の外縁部に進出時にガラス基板Wを保持する複数の吸着ホルダ21とを備える。
【選択図】図3
Description
本発明は基板保持機構および基板検査装置に関する。例えば、液晶ガラス基板などのように薄板状の基板を保持する基板保持機構および基板検査装置に関する。
従来、例えば、液晶ガラス基板など薄板状の基板を製造するに当たって、その製造工程や検査工程において、製造装置や検査装置の載置台、浮上ステージや揺動ステージなどに基板を保持し、必要に応じて搬送、揺動することが行われている。
保持機構としては、基板を真空吸着するものや厚さ方向に挟持して保持するものが用いられている。また、基板の移載手段しては、例えば搬送ロボットや移載ロボットなどが用いられている。
このような基板の移載に関連する技術として、移載された基板を位置合わせする機構を設けることが知られている。例えば、特許文献1に記載されたアライメント装置のように、基板の2辺を位置決めする固定ピンに対して、押付力が大きい押付シリンダ上に設けられた、押付力が小さい浮動シリンダなどを介して可動ピンで押圧することで定位置に移動させることが知られている。
特開2001−358202号公報
保持機構としては、基板を真空吸着するものや厚さ方向に挟持して保持するものが用いられている。また、基板の移載手段しては、例えば搬送ロボットや移載ロボットなどが用いられている。
このような基板の移載に関連する技術として、移載された基板を位置合わせする機構を設けることが知られている。例えば、特許文献1に記載されたアライメント装置のように、基板の2辺を位置決めする固定ピンに対して、押付力が大きい押付シリンダ上に設けられた、押付力が小さい浮動シリンダなどを介して可動ピンで押圧することで定位置に移動させることが知られている。
しかしながら、上記のような従来の基板保持機構には、以下のような問題があった。
例えば、液晶ディスプレイを製造するマスターガラス基板(ガラス基板)は、効率的な生産を行うため、基板サイズが年々増大しており、2000mm、3000mmを超える大型のガラス基板が出現している。このような液晶ディスプレイ用のガラス基板は、複数枚のディスプレイを効率的に生産するため、パターンが形成されていない領域が小さくなっている。このガラス基板を移載、移動するにあたってパターン領域外のガラス基板周縁部を吸着保持するスペースが減少する傾向にある。
そのため、従来の移載手段の載置精度では、ガラス基板の大型化にともない定位置に固定された基板保持機構の保持位置からずれて載置され、吸着力が得られず基板を保持できなくなったり、保持面積が少なくなるため基板破損の原因となったりするという問題がある。
例えば、特許文献1のようなアライメント装置を用いて、基板を移載後、確実に保持できる位置に位置合わせすることも考えられるが、このような基板を用いた製品、例えば液晶ディスプレイなどでは、画面の大型化や低コスト化が著しく、搬送移動するガラス基板も大型化する傾向にある。そのため、ガラス基板は、大型化にともないますます重くなり、しかも相対的に薄板化している。
その結果、ガラス基板を浮上させた状態で、位置合わせすると、固定ピンに衝突して基板の端面が損傷したりする事故が起きやすくなるという問題がある。
また、この大型のガラス基板をステージ面に載置した状態で位置合わせすると、ガラス基板とステージ面との摩擦抵抗が大きくなり、特許文献1のようなアライメント装置では位置合わせができなくなる問題がある。
例えば、液晶ディスプレイを製造するマスターガラス基板(ガラス基板)は、効率的な生産を行うため、基板サイズが年々増大しており、2000mm、3000mmを超える大型のガラス基板が出現している。このような液晶ディスプレイ用のガラス基板は、複数枚のディスプレイを効率的に生産するため、パターンが形成されていない領域が小さくなっている。このガラス基板を移載、移動するにあたってパターン領域外のガラス基板周縁部を吸着保持するスペースが減少する傾向にある。
そのため、従来の移載手段の載置精度では、ガラス基板の大型化にともない定位置に固定された基板保持機構の保持位置からずれて載置され、吸着力が得られず基板を保持できなくなったり、保持面積が少なくなるため基板破損の原因となったりするという問題がある。
例えば、特許文献1のようなアライメント装置を用いて、基板を移載後、確実に保持できる位置に位置合わせすることも考えられるが、このような基板を用いた製品、例えば液晶ディスプレイなどでは、画面の大型化や低コスト化が著しく、搬送移動するガラス基板も大型化する傾向にある。そのため、ガラス基板は、大型化にともないますます重くなり、しかも相対的に薄板化している。
その結果、ガラス基板を浮上させた状態で、位置合わせすると、固定ピンに衝突して基板の端面が損傷したりする事故が起きやすくなるという問題がある。
また、この大型のガラス基板をステージ面に載置した状態で位置合わせすると、ガラス基板とステージ面との摩擦抵抗が大きくなり、特許文献1のようなアライメント装置では位置合わせができなくなる問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、基板を円滑かつ確実に保持することができる基板保持機構および基板検査装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の基板保持機構は、被保持物である薄板状の基板が略一定の配置領域に供給されるベース部と、該ベース部において前記配置領域の外側と前記配置領域の外縁部との間で進退可能に設けられ、前記配置領域の外縁部に進出時に前記基板を保持する複数の基板保持部とを備えることを特徴とする。
また、本発明の基板検査装置は、本発明の基板保持機構を備えることを特徴とする。
また、本発明の基板検査装置は、本発明の基板保持機構を備えることを特徴とする。
本発明の基板保持機構および基板検査装置によれば、配置領域に供給された基板に対して配置領域の外縁部側から基板保持部を進出させることにより基板を保持するので、円滑かつ確実に基板を保持することができるという効果を奏する。
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
本発明の実施形態に係る基板保持機構について、それを用いた基板検査装置とともに説明する。
図1、2は、本発明の実施形態に係る基板保持機構を備える基板検査装置の概略構成を示す側面図および正面図である。図3(a)、(b)は、本発明の実施形態に係る基板保持機構の概略構成を示す正面図およびそのA−A断面図である。図4(a)は、図3(a)のB部の部分拡大図である。図4(b)、(c)は、それぞれ図4(a)のC−C断面図、およびD視側面図である。
図1、2は、本発明の実施形態に係る基板保持機構を備える基板検査装置の概略構成を示す側面図および正面図である。図3(a)、(b)は、本発明の実施形態に係る基板保持機構の概略構成を示す正面図およびそのA−A断面図である。図4(a)は、図3(a)のB部の部分拡大図である。図4(b)、(c)は、それぞれ図4(a)のC−C断面図、およびD視側面図である。
本実施形態の基板検査装置1は、図1に示すように、床面に設置される装置本体2を有し、装置本体2の上部には、マクロ照明用光源であるランプ3が設けられている。ランプとしては、例えば、メタルハライドランプやナトリウムランプや蛍光灯などの広視野を照明できるマクロ照明光源が使用されている。本実施形態では、ランプ3にメタルハライドランプを用いた例が示されている。
ランプ3の光軸上には、反射ミラー4が設置されており、ランプ3からの光を下方に配置されたフレネルレンズ5に入射するようになっている。フレネルレンズ5は、ランプ3からの発散光を収束光にするために用いられており、この収束光によって基板ホルダ6上に保持される被検査基板であるガラス基板Wを照明する。
なお、装置本体2の前面(図1の左側)には、検査者がガラス基板Wの外観検査を目視できるように開口部7が形成され、この開口部の下側周縁部に操作部8が設けられている。
ランプ3の光軸上には、反射ミラー4が設置されており、ランプ3からの光を下方に配置されたフレネルレンズ5に入射するようになっている。フレネルレンズ5は、ランプ3からの発散光を収束光にするために用いられており、この収束光によって基板ホルダ6上に保持される被検査基板であるガラス基板Wを照明する。
なお、装置本体2の前面(図1の左側)には、検査者がガラス基板Wの外観検査を目視できるように開口部7が形成され、この開口部の下側周縁部に操作部8が設けられている。
基板ホルダ6は、図2に示すように、装置の左右方向(図2のX方向)に並ぶように、平行に2本の支持フレーム10、11を備えている。これら支持フレーム10、11の基端部は、装置本体2のベースに固定された回動モータ12、13のそれぞれの軸に連結されており、図1に示す略水平な姿勢から、垂直に近い姿勢までの間で回動自在になっている。
支持フレーム10には、スライダ15aを支持フレーム10の長手方向(図2のY方向)に沿って移動するために、例えば、支持フレーム10の長手方向に沿って設けられた駆動モータ14aとボールネジ14bなどからなる駆動機構14と、リニアガイド16aとが設けられている。
支持フレーム11には、スライダ15bを支持フレーム11の長手方向に沿って移動させるために、リニアガイド16aと平行にリニアガイド16bが設けられている。
スライダ15a、15bには、支持フレーム10、11の回動軸に対して平行(図2のX方向)に、それぞれ同軸に延ばされた回動軸17a、17bが回動自在に設けられている。
回動軸17a、17bには、矩形状のガラス基板Wを載置する基板載置部となる平面視矩形状の開口部を有するホルダベース20が固定されている。
回動軸17bの端部には、回動角が制御可能な回転モータ18が連結され、回動軸17a、17bを結ぶ軸線を回動軸としてホルダベース20を回動できるようになっている。
支持フレーム11には、スライダ15bを支持フレーム11の長手方向に沿って移動させるために、リニアガイド16aと平行にリニアガイド16bが設けられている。
スライダ15a、15bには、支持フレーム10、11の回動軸に対して平行(図2のX方向)に、それぞれ同軸に延ばされた回動軸17a、17bが回動自在に設けられている。
回動軸17a、17bには、矩形状のガラス基板Wを載置する基板載置部となる平面視矩形状の開口部を有するホルダベース20が固定されている。
回動軸17bの端部には、回動角が制御可能な回転モータ18が連結され、回動軸17a、17bを結ぶ軸線を回動軸としてホルダベース20を回動できるようになっている。
駆動機構14、回転モータ12、13、18は、それぞれ操作部8に接続された制御部33に接続されており、操作部8からの操作入力に応じて制御される。
このため、操作者は、操作部8を操作してホルダベース20を支持フレーム10、11の長手方向に沿う方向に平行移動させたり、回転モータ12、13を制御して、支持フレーム10、11を水平な状態から所定の傾斜角に回動させたり、その回動位置において、回転モータ18を制御してホルダベース20を、回動軸17a、17bを中心として回動、揺動、反転させることができるようになっている。
また、装置本体2の奥側には、ホルダベース20が略垂直に立てられたときガラス基板Wを透過して照明するバックライト光源9が設けられている。
このため、操作者は、操作部8を操作してホルダベース20を支持フレーム10、11の長手方向に沿う方向に平行移動させたり、回転モータ12、13を制御して、支持フレーム10、11を水平な状態から所定の傾斜角に回動させたり、その回動位置において、回転モータ18を制御してホルダベース20を、回動軸17a、17bを中心として回動、揺動、反転させることができるようになっている。
また、装置本体2の奥側には、ホルダベース20が略垂直に立てられたときガラス基板Wを透過して照明するバックライト光源9が設けられている。
次に、ホルダベース20上の構成について説明する。なお、説明を簡単にするために、以下では特に断らない限り、ホルダベース20が、図3(b)や図4(b)に示すような水平状態に配置されたものとして相対的な位置関係を説明する。すなわち、図3(b)、図4(b)の図示に対応して上下方向、水平方向、鉛直方向などと称する。
ホルダベース20の平面視(図3(a)参照)の中央部には、移載された矩形状のガラス基板Wのパターンが形成されていない周縁部を載置するためにガラス基板Wより小さな矩形状の開口部20bが形成され、この開口部20b内にガラス基板Wを水平に載置する基板受け部20aが設けられている。
基板受け部20aは、配置領域の範囲となるホルダベース20に矩形状の開口20bに設けられ、その開口20b上の範囲でガラス基板Wをホルダベース20の表面から高さH0の位置に仮置きできるようにしたものである。基板受け部20aは、細長い板20a−1の上面にガラス基板Wよりも柔らかく耐摩耗性に優れた部材からなる支持ピン20a−2が複数設けられている。
開口20bは、バックライト光源9などによりガラス基板Wを裏面側から透過照明するために設けられている。
そして、開口20bの各辺の近傍のホルダベース20上に、ガラス基板Wの周縁部を吸着保持するための基板保持部として吸着パッドを備えた吸着ホルダ21と、ガラス基板Wの端部を水平方向に押圧する位置決め部30が、開口20bの外方にそれぞれ適宜間隔をおいて複数配置されている。本実施形態では、一例として、吸着ホルダ21は、配置領域の長辺側に各5個、短辺側に各3個が配置され、位置決め部30は、各辺に2個ずつ配置されている。
ホルダベース20、吸着ホルダ21とは、基板検査装置1において基板保持機構を構成している。
基板受け部20aは、配置領域の範囲となるホルダベース20に矩形状の開口20bに設けられ、その開口20b上の範囲でガラス基板Wをホルダベース20の表面から高さH0の位置に仮置きできるようにしたものである。基板受け部20aは、細長い板20a−1の上面にガラス基板Wよりも柔らかく耐摩耗性に優れた部材からなる支持ピン20a−2が複数設けられている。
開口20bは、バックライト光源9などによりガラス基板Wを裏面側から透過照明するために設けられている。
そして、開口20bの各辺の近傍のホルダベース20上に、ガラス基板Wの周縁部を吸着保持するための基板保持部として吸着パッドを備えた吸着ホルダ21と、ガラス基板Wの端部を水平方向に押圧する位置決め部30が、開口20bの外方にそれぞれ適宜間隔をおいて複数配置されている。本実施形態では、一例として、吸着ホルダ21は、配置領域の長辺側に各5個、短辺側に各3個が配置され、位置決め部30は、各辺に2個ずつ配置されている。
ホルダベース20、吸着ホルダ21とは、基板検査装置1において基板保持機構を構成している。
吸着ホルダ21は、ガイド22に、スライダ23を移動可能に設けた進退機構と、この進退機構のスライダ23の上面に、進出位置検出手段として位置検出部24が設けられ、昇降ステージ25が矢印Z方向に移動可能に設けられ、この昇降ステージ25の上面に吸着パッド26(保持器)が設けられている。
スライダ23は、ガラス基板Wの配置領域の境界である開口20bの端面に直交する方向に進退移動可能に設けられ、制御部33を通して移動量が制御される。進退機構としては、例えば、移動ステージ、リニアモータ、超音波モータ、エアシリンダ、油圧駆動ステージあるいは電動アクチュエータなどの移動機構を採用することができる。
以下では、基板受け部20aに載置されるガラス基板Wに向かう移動を前進、遠ざかる移動を後退と称する。
ガイド22は、移動位置や移動速度の制御を行うため、例えば位置エンコーダなどを備えている。この位置エンコーダにより取得されたスライダ23の停止位置の位置情報が検出され、制御部33に記憶される。
この場合、制御部33に記憶された各スライダ23の停止位置の位置情報に基づいて、ホルダベース20上に載置されたガラス基板Wの保持位置の情報を正確に取得できる。そのため、ホルダベース20上でのガラス基板Wの保持位置の位置ずれを補正し、基板ホルダ6上の基準座標の原点とガラス基板W上の検査位置の位置座標を正確に対応させることができて好都合である。
スライダ23は、ガラス基板Wの配置領域の境界である開口20bの端面に直交する方向に進退移動可能に設けられ、制御部33を通して移動量が制御される。進退機構としては、例えば、移動ステージ、リニアモータ、超音波モータ、エアシリンダ、油圧駆動ステージあるいは電動アクチュエータなどの移動機構を採用することができる。
以下では、基板受け部20aに載置されるガラス基板Wに向かう移動を前進、遠ざかる移動を後退と称する。
ガイド22は、移動位置や移動速度の制御を行うため、例えば位置エンコーダなどを備えている。この位置エンコーダにより取得されたスライダ23の停止位置の位置情報が検出され、制御部33に記憶される。
この場合、制御部33に記憶された各スライダ23の停止位置の位置情報に基づいて、ホルダベース20上に載置されたガラス基板Wの保持位置の情報を正確に取得できる。そのため、ホルダベース20上でのガラス基板Wの保持位置の位置ずれを補正し、基板ホルダ6上の基準座標の原点とガラス基板W上の検査位置の位置座標を正確に対応させることができて好都合である。
スライダ23は、ガイド22に沿って移動する基台であり、ホルダベース20の上面から高さH0より低い範囲に設けられている。そして、上面側に位置検出部24を、前進方向側の側面に昇降ステージ25を一体に保持している。
位置検出部24は、スライダ23の前進時に、ガラス基板Wの端部との接触を検出し、スライダ23をガイド22に停止させるものである。
本実施形態では、一例として、位置検出部24の上面に固定され、ガラス基板Wの端面に水平方向から当接できる位置で鉛直方向に延ばされたピン部材からなり、機械的にガラス基板Wの端面の位置を検出する場合で説明する。
すなわち、スライダ23は、少なくとも前進時には、適宜のリミッタなどによって駆動力が制限され、基板受け部20a上に載置されたガラス基板Wを水平方向に移動できず、かつガラス基板Wを破損させない程度の駆動力で移動される設定としておく。このため、位置検出部24の外周面がガラス基板Wに当接すると同時に移動が停止し、位置検出部24の移動停止を検知し、スライダ23の駆動を停止し、その位置情報を取得する。
本実施形態では、一例として、位置検出部24の上面に固定され、ガラス基板Wの端面に水平方向から当接できる位置で鉛直方向に延ばされたピン部材からなり、機械的にガラス基板Wの端面の位置を検出する場合で説明する。
すなわち、スライダ23は、少なくとも前進時には、適宜のリミッタなどによって駆動力が制限され、基板受け部20a上に載置されたガラス基板Wを水平方向に移動できず、かつガラス基板Wを破損させない程度の駆動力で移動される設定としておく。このため、位置検出部24の外周面がガラス基板Wに当接すると同時に移動が停止し、位置検出部24の移動停止を検知し、スライダ23の駆動を停止し、その位置情報を取得する。
なお、位置検出部24の構成は本例だけに限定されるものではない。例えば、位置検出部24に圧力センサや機械的スイッチなどの接触型センサを設けることで、ガラス基板Wとの当接状態を検出して、その検出出力に応じてスライダ23の駆動を停止する方式を採用してもよい。また、この接触型センサに代えて、光学式センサや音波式センサなどの非接触型センサを用いることで、ガラス基板Wの端面の位置を非接触で検出してもよい。
昇降ステージ25は、上面側にガラス基板Wの裏面を吸着保持する吸着パッド26を固定し、スライダ23に対して上下方向に移動可能に設けられている。昇降ステージ25の移動機構は、特に限定されず、例えば、ガイド22と同様な種々の移動機構を採用することができる。
吸着パッド26は、例えば、真空吸着機構などによって構成され、ガラス基板Wを裏面の所定領域で着脱可能に吸着するものである。本実施形態では、吸着パッド26の平面視形状を円形に描いているが、これは一例であって、例えば矩形や楕円形など必要に応じて他の形状を採用してもよい。
ガラス基板Wの裏面に当接する吸着パッド26の上端部は、ガラス基板Wの傾斜に倣うことができるように、水平面に対してわずかに揺動可能に保持されていることが好ましい。
スライダ23の前進方向における吸着パッド26の端部は、位置検出部24におけるガラス基板Wの検出位置、すなわち本実施形態ではスライダ23の前進方向のピン側面から水平距離Lの位置に設けられる。
この水平距離Lは、ガラス基板Wの端部からパターンが形成されたディスプレイ作成領域とのパターンが形成されない幅寸法よりも小さく設定される。
ガラス基板Wの裏面に当接する吸着パッド26の上端部は、ガラス基板Wの傾斜に倣うことができるように、水平面に対してわずかに揺動可能に保持されていることが好ましい。
スライダ23の前進方向における吸着パッド26の端部は、位置検出部24におけるガラス基板Wの検出位置、すなわち本実施形態ではスライダ23の前進方向のピン側面から水平距離Lの位置に設けられる。
この水平距離Lは、ガラス基板Wの端部からパターンが形成されたディスプレイ作成領域とのパターンが形成されない幅寸法よりも小さく設定される。
位置決め部30は、ガラス基板Wを吸着ホルダ21によって吸着する前に、基板受け部20aに載置した状態で、水平方向に位置決めするための機構である。
本実施形態では、図3(b)に示すように、ガラス基板Wの端面に突き当て可能に設けた位置決めピン30aが、ホルダベース20上に固定されたピン駆動機構30bにより水平方向に進退可能に設けられたものである。
本実施形態では、図3(b)に示すように、ガラス基板Wの端面に突き当て可能に設けた位置決めピン30aが、ホルダベース20上に固定されたピン駆動機構30bにより水平方向に進退可能に設けられたものである。
次に、基板検査装置1の動作について、ガラス基板Wの保持動作を中心に説明する。
図5は、本発明の実施形態に係る基板保持機構の基板保持動作の動作説明図である。
図5は、本発明の実施形態に係る基板保持機構の基板保持動作の動作説明図である。
まず、操作部8を通じて、基板載置モードが選択されると、初期化工程が行われる。
すなわち、制御部33により駆動機構14、回転モータ12、13、18などが駆動され、ホルダベース20が基板受け渡し位置に移動される。例えば、図1に実線で示すように、支持フレーム10、11を略水平に倒し、ホルダベース20は、それらに倣って吸着ホルダ21などが設けられている面が上面となる姿勢で略水平になるように回動される。
このとき、ガラス基板Wを移載ロボットにより基板受け部20a上に容易に載置できるように、スライダ23、位置決めピン30aは後退させられている。
この状態で、移載ロボットなどにより、基板受け部20a上にガラス基板Wが載置される。
すなわち、制御部33により駆動機構14、回転モータ12、13、18などが駆動され、ホルダベース20が基板受け渡し位置に移動される。例えば、図1に実線で示すように、支持フレーム10、11を略水平に倒し、ホルダベース20は、それらに倣って吸着ホルダ21などが設けられている面が上面となる姿勢で略水平になるように回動される。
このとき、ガラス基板Wを移載ロボットにより基板受け部20a上に容易に載置できるように、スライダ23、位置決めピン30aは後退させられている。
この状態で、移載ロボットなどにより、基板受け部20a上にガラス基板Wが載置される。
ガラス基板Wが載置されると、位置決め工程が行われる。
本実施形態では、ガラス基板Wの基準辺とされる長辺、短辺側の位置決め部30の位置決めピン30aが、基準位置に前進される。この状態で、それらの位置決め部30に対向する辺の位置決めピン30aが前進され、ガラス基板Wの各端面を押圧して、ガラス基板Wを移動し、先に前進された基準位置の位置決めピン30aに向けてガラス基板Wを移動する。これにより、ガラス基板Wがホルダベース20の基準位置に位置決めされる。
本実施形態では、ガラス基板Wの基準辺とされる長辺、短辺側の位置決め部30の位置決めピン30aが、基準位置に前進される。この状態で、それらの位置決め部30に対向する辺の位置決めピン30aが前進され、ガラス基板Wの各端面を押圧して、ガラス基板Wを移動し、先に前進された基準位置の位置決めピン30aに向けてガラス基板Wを移動する。これにより、ガラス基板Wがホルダベース20の基準位置に位置決めされる。
次に、基板保持工程が行われる。
まず、各吸着ホルダ21のスライダ23を前進させる。このとき、図4(b)に示すように、吸着パッド26の高さはホルダベース20の上面からH0より低い高さH1に設定されており、吸着パッド26は、ガラス基板Wに接触することなくガラス基板Wの裏面の下方を移動する。
なお、各スライダ23は同時に前進させてもよいし、適宜時間差を設けて個別またはグループ別に前進させてもよい。
まず、各吸着ホルダ21のスライダ23を前進させる。このとき、図4(b)に示すように、吸着パッド26の高さはホルダベース20の上面からH0より低い高さH1に設定されており、吸着パッド26は、ガラス基板Wに接触することなくガラス基板Wの裏面の下方を移動する。
なお、各スライダ23は同時に前進させてもよいし、適宜時間差を設けて個別またはグループ別に前進させてもよい。
そして、位置検出部24が、ガラス基板Wの端面に当接すると(図5(a)参照)、位置検出部24がガラス基板Wに押圧されるが、スライダ23の駆動力が弱いためスライダ23の前進が止まる。
制御部33は、前進が止まった状態で所定時間経過すると、位置検出部24がガラス基板Wに当接したと判定して、スライダ23の駆動を停止しその位置からの移動をロックする。また、その位置情報を取得し、吸着ホルダ21ごとにこの位置情報を記憶する。
次に、制御部33は、昇降ステージ25を高さH0まで上昇させ(図5(b)参照)、吸着パッド26によりガラス基板Wを吸着する。
このようにして、ガラス基板Wの周縁部の裏面が、各吸着ホルダ21により吸着保持される。
制御部33は、前進が止まった状態で所定時間経過すると、位置検出部24がガラス基板Wに当接したと判定して、スライダ23の駆動を停止しその位置からの移動をロックする。また、その位置情報を取得し、吸着ホルダ21ごとにこの位置情報を記憶する。
次に、制御部33は、昇降ステージ25を高さH0まで上昇させ(図5(b)参照)、吸着パッド26によりガラス基板Wを吸着する。
このようにして、ガラス基板Wの周縁部の裏面が、各吸着ホルダ21により吸着保持される。
このとき、吸着パッド26は、ガラス基板Wが当接される位置検出部24の最も前進方向側の側面から一定距離Lの範囲に設けられているので、ガラス基板Wの端面から距離Lの範囲に確実に配置されることになる。したがって、ガラス基板Wの載置位置によらず、ガラス基板Wの周縁部の一定範囲を確実に保持することができる。
また、位置検出部24とガラス基板Wとが当接すると一定以上の押圧力がガラス基板Wにかからない状態でスライダ23を停止させるので、ガラス基板Wに対して水平方向に過剰な負荷を与えることなくガラス基板Wを保持することができる。
また、位置検出部24とガラス基板Wとが当接すると一定以上の押圧力がガラス基板Wにかからない状態でスライダ23を停止させるので、ガラス基板Wに対して水平方向に過剰な負荷を与えることなくガラス基板Wを保持することができる。
以上で、基板載置モードが終了する。
そして、操作部8により検査モードが選択されると、検査の種類やガラス基板Wの種類に応じて、基板ホルダ6またはホルダベース20の位置を制御し、適宜位置に移動したり、揺動、回動したりするなどの動作を行いガラス基板Wの欠陥を目視検査する。この間、吸着ホルダ21は、ガラス基板Wを保持した状態を維持している。
この目視検査の際、図示しないホルダベース20上に設けられたポインタにより欠陥の位置情報を指定し登録する。このとき位置決めピン30aによりガラス基板Wを基準位置に位置決めできないことがある。位置決めができない場合は、位置検出部24によりガラス基板Wの保持位置から基準位置に対する位置ずれ量を求め、欠陥の位置情報を補正して登録する。
検査モードが終了すると、上記の基板載置モードの動作を逆の順序で実行し、ガラス基板Wを他の装置に移載する。
そして、操作部8により検査モードが選択されると、検査の種類やガラス基板Wの種類に応じて、基板ホルダ6またはホルダベース20の位置を制御し、適宜位置に移動したり、揺動、回動したりするなどの動作を行いガラス基板Wの欠陥を目視検査する。この間、吸着ホルダ21は、ガラス基板Wを保持した状態を維持している。
この目視検査の際、図示しないホルダベース20上に設けられたポインタにより欠陥の位置情報を指定し登録する。このとき位置決めピン30aによりガラス基板Wを基準位置に位置決めできないことがある。位置決めができない場合は、位置検出部24によりガラス基板Wの保持位置から基準位置に対する位置ずれ量を求め、欠陥の位置情報を補正して登録する。
検査モードが終了すると、上記の基板載置モードの動作を逆の順序で実行し、ガラス基板Wを他の装置に移載する。
次に、本実施形態の基板保持機構の第1変形例について説明する。
図6(a)、(b)は、本発明の実施形態の第1変形例に係る基板保持機構の概略構成を示す正面図およびそのE−E断面図である。
図6(a)、(b)は、本発明の実施形態の第1変形例に係る基板保持機構の概略構成を示す正面図およびそのE−E断面図である。
本変形例は、上記実施形態の基板保持機構から、位置決め部30を削除し、基板載置モードで位置決め部30による位置決め工程は行わないようにしたものである。
すなわち、基板載置モードの初期化工程では、スライダ23が後退された状態でホルダベース20が基板受け渡し位置に移動され、基板受け部20a上にガラス基板Wが載置される。このとき、ガラス基板Wは、基準位置に対して、移載ロボットなどによる載置誤差だけずれた位置に載置される。
次に、各スライダ23が前進し、上記実施形態と同様にしてガラス基板Wを吸着保持する。
その際、スライダ23は、位置検出部24がガラス基板Wに当接してもガラス基板Wを移動させる駆動力を有しないため、ガラス基板Wは初期の載置位置と同じ位置で、基板端面から距離Lの範囲に位置する各吸着ホルダ21によって確実に保持される。
ただし、吸着ホルダ21の停止位置の情報は制御部33に記憶されるため、ホルダベース20上の基準位置からのガラス基板Wの位置ずれ状態を正確に把握することができる。そのため、例えば、ガラス基板W上の検査位置の座標を位置ずれ量に応じて補正することができる。
すなわち、基板載置モードの初期化工程では、スライダ23が後退された状態でホルダベース20が基板受け渡し位置に移動され、基板受け部20a上にガラス基板Wが載置される。このとき、ガラス基板Wは、基準位置に対して、移載ロボットなどによる載置誤差だけずれた位置に載置される。
次に、各スライダ23が前進し、上記実施形態と同様にしてガラス基板Wを吸着保持する。
その際、スライダ23は、位置検出部24がガラス基板Wに当接してもガラス基板Wを移動させる駆動力を有しないため、ガラス基板Wは初期の載置位置と同じ位置で、基板端面から距離Lの範囲に位置する各吸着ホルダ21によって確実に保持される。
ただし、吸着ホルダ21の停止位置の情報は制御部33に記憶されるため、ホルダベース20上の基準位置からのガラス基板Wの位置ずれ状態を正確に把握することができる。そのため、例えば、ガラス基板W上の検査位置の座標を位置ずれ量に応じて補正することができる。
このように本変形例によれば、位置決め部30を備えることなく、ホルダベース20の基準位置に対するガラス基板W上の位置を正確に把握することができるので、ガラス基板Wの載置誤差があっても、位置決め工程を省略することができるので、正確かつ効率的な検査を行うことできる。
したがって、基板サイズが大きく、重くなって位置決めのため移動するのが難しい基板や、相対的に薄板化したため位置決め工程で割れなどが発生しやすい基板であっても、円滑かつ確実に保持することができる。
したがって、基板サイズが大きく、重くなって位置決めのため移動するのが難しい基板や、相対的に薄板化したため位置決め工程で割れなどが発生しやすい基板であっても、円滑かつ確実に保持することができる。
次に、本実施形態の基板保持機構の第2変形例について説明する。
図7(a)、(b)、(c)は、本発明の実施形態の第2変形例に係る基板保持機構の概略構成図および動作説明図である。
図7(a)、(b)、(c)は、本発明の実施形態の第2変形例に係る基板保持機構の概略構成図および動作説明図である。
本変形例は、上記実施形態の基板保持機構の基板保持部として吸着ホルダ21に代えて、クランプホルダ27を備えるものである。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
図7(a)に示すように、クランプホルダ27は、吸着ホルダ21の吸着パッド26に代えて、裏面側でガラス基板Wを受けるための保持器として下側把持部28を備え、スライダ23の上面にクランプアーム29を追加したものである。
クランプアーム29は、基端部に設けられた回動ヒンジ部29bでスライダ23上に回動可能に固定され、制御部33で制御される不図示の回動モータなどによって回動できるようになっている。
クランプアーム29の先端部の下面側には、ガラス基板Wを表面側から押圧する保持器として上側把持部29aが設けられている。上側把持部29aは、クランプアーム29が略水平に回動した状態で、下側把持部28に対向し、ガラス基板Wを上下方向に挟持できるような位置関係に設けられている。
下側把持部28、上側把持部29aの形状、材質などは、ガラス基板Wを傷つけることなく挟持できれば、特に限定されず、平面視形状も、吸着パッド26と同様、例えば円形、矩形、楕円形などの必要に応じた形状を採用することができる。
図7(a)に示すように、クランプホルダ27は、吸着ホルダ21の吸着パッド26に代えて、裏面側でガラス基板Wを受けるための保持器として下側把持部28を備え、スライダ23の上面にクランプアーム29を追加したものである。
クランプアーム29は、基端部に設けられた回動ヒンジ部29bでスライダ23上に回動可能に固定され、制御部33で制御される不図示の回動モータなどによって回動できるようになっている。
クランプアーム29の先端部の下面側には、ガラス基板Wを表面側から押圧する保持器として上側把持部29aが設けられている。上側把持部29aは、クランプアーム29が略水平に回動した状態で、下側把持部28に対向し、ガラス基板Wを上下方向に挟持できるような位置関係に設けられている。
下側把持部28、上側把持部29aの形状、材質などは、ガラス基板Wを傷つけることなく挟持できれば、特に限定されず、平面視形状も、吸着パッド26と同様、例えば円形、矩形、楕円形などの必要に応じた形状を採用することができる。
本変形例によれば、次のように基板保持工程が行われる。
まず、図7(a)に示すように、クランプアーム29を水平上方に引き上げた状態で、クランプホルダ27のスライダ23を前進させる。このとき、下側把持部28の高さはホルダベース20の上面からH0より低い高さH1に設定されており、下側把持部28は、ガラス基板Wに接触することなくガラス基板Wの裏面の下方を移動する。
そして、位置検出部24が、ガラス基板Wの端面に当接すると(図7(b)参照)、吸着ホルダ21と同様にしてスライダ23の駆動を停止し、その位置からの移動をロックする。また、その位置情報を取得し、クランプホルダ27ごとにこの位置情報を記憶する。
次に、制御部33は、昇降ステージ25を高さH0まで上昇させ(図7(c)参照)、下側把持部28によってガラス基板Wの裏面側を受けるとともに、クランプアーム29を回動させて、ガラス基板Wの表面側から上側把持部29aを押圧し、下側把持部28と上側把持部29aとで、ガラス基板Wを挟持して保持する。
このようにして、ガラス基板Wの周縁部が、各クランプホルダ27により上下方向から挟持して保持される。また、上記と逆の動作により、ガラス基板Wの保持を開放することができる。すなわち、本変形例は、保持器が基板面に対して厚さ方向に離接できるように設けられている例となっている。
まず、図7(a)に示すように、クランプアーム29を水平上方に引き上げた状態で、クランプホルダ27のスライダ23を前進させる。このとき、下側把持部28の高さはホルダベース20の上面からH0より低い高さH1に設定されており、下側把持部28は、ガラス基板Wに接触することなくガラス基板Wの裏面の下方を移動する。
そして、位置検出部24が、ガラス基板Wの端面に当接すると(図7(b)参照)、吸着ホルダ21と同様にしてスライダ23の駆動を停止し、その位置からの移動をロックする。また、その位置情報を取得し、クランプホルダ27ごとにこの位置情報を記憶する。
次に、制御部33は、昇降ステージ25を高さH0まで上昇させ(図7(c)参照)、下側把持部28によってガラス基板Wの裏面側を受けるとともに、クランプアーム29を回動させて、ガラス基板Wの表面側から上側把持部29aを押圧し、下側把持部28と上側把持部29aとで、ガラス基板Wを挟持して保持する。
このようにして、ガラス基板Wの周縁部が、各クランプホルダ27により上下方向から挟持して保持される。また、上記と逆の動作により、ガラス基板Wの保持を開放することができる。すなわち、本変形例は、保持器が基板面に対して厚さ方向に離接できるように設けられている例となっている。
クランプホルダ27によれば、例えば、ガラス基板Wに反りなどがあっても、反りを矯正して保持することが可能となる。また、ガラス基板Wを機械的にクランプするため、ホルダベース20を大きく揺動、回動する場合でも確実に保持状態を維持することができる。
次に、本実施形態の基板保持機構の第3変形例について説明する。
図8は、本発明の実施形態の第3変形例に係る基板保持機構の概略構成を示す正面図である。
図8は、本発明の実施形態の第3変形例に係る基板保持機構の概略構成を示す正面図である。
上記実施形態の基板保持機構が、1組の進退機構および進出位置検出手段に対して1つの保持器を備えた構成であるのに対して、本変形例は、離間して配置された少なくとも2組の進退機構および進出位置検出手段を用いて、それらの間に1つまたは複数の保持器を配置したものである。
すなわち、図8に示すように、吸着ホルダ21と同様の構成を有する吸着ホルダ21A、21Bが、離間してガラス基板Wの端面に沿う方向に離間して配置され、それぞれの昇降ステージ25の間に、アーム31(保持アーム)がそれぞれヒンジ32によって接続され、アーム31上に吸着パッド26、26が設けられているものである。ここでアーム31上の吸着パッド26の数は一例であって、1つ以上であれば、何個設けられていてもよい。
アーム31上の各吸着パッド26は、吸着ホルダ21A、21Bの各昇降ステージ25上の吸着パッド26、26を結ぶ直線上に配列され、それぞれの上端面も同一平面上に整列されている。
すなわち、図8に示すように、吸着ホルダ21と同様の構成を有する吸着ホルダ21A、21Bが、離間してガラス基板Wの端面に沿う方向に離間して配置され、それぞれの昇降ステージ25の間に、アーム31(保持アーム)がそれぞれヒンジ32によって接続され、アーム31上に吸着パッド26、26が設けられているものである。ここでアーム31上の吸着パッド26の数は一例であって、1つ以上であれば、何個設けられていてもよい。
アーム31上の各吸着パッド26は、吸着ホルダ21A、21Bの各昇降ステージ25上の吸着パッド26、26を結ぶ直線上に配列され、それぞれの上端面も同一平面上に整列されている。
本変形例によれば、進退機構に連動する保持器の数、配置位置を必要に応じて自由に設定することができる。
そのため、基板の端面の検出位置と基板の保持位置とが離れた設定とすることができる。
また、保持器の数を進退機構の数よりも多い設定として、進退機構を複数の保持器で兼用することができるので、基板保持機構の簡素化、低コスト化を図ることができる。
そのため、基板の端面の検出位置と基板の保持位置とが離れた設定とすることができる。
また、保持器の数を進退機構の数よりも多い設定として、進退機構を複数の保持器で兼用することができるので、基板保持機構の簡素化、低コスト化を図ることができる。
なお、上記の説明では、進出位置検出手段として、ピン部材からなる位置検出部24の例で説明しているため、スライダ23が一定時間ガラス基板Wを押圧した後に停止するとして説明したが、位置検出部24として、接触型センサや非接触型センサを用いる場合には、基板の端面が検出されると、直ちにスライダ23を停止することができる。
この場合には、スライダ23の駆動力を微弱な設定とする必要はない。
この場合には、スライダ23の駆動力を微弱な設定とする必要はない。
また、上記の説明では、ガラス基板Wの載置位置が、ホルダベース20上で高さH0であるとして説明したが、H0の大きさは必要に応じて適宜の値に設定することができる。例えば、吸着ホルダ21などの保持器をホルダベース20に埋め込んで配置したり、裏面側に設けたりすることで、H0=0とすることも可能である。
また、上記の第2変形例の説明では、クランプホルダ27がクランプアーム29を回動させることにより、ガラス基板Wを挟持する場合の例で説明したが、例えば、昇降ステージ25と同様の機構をスライダ23の上部側に設けるなどして、上側把持部29aを下側把持部28に対して上下方向に直線的に昇降させる構成としてもよい。
また、上記の第2変形例の説明では、下側把持部28に代えて吸着パッド26を用い、吸着しつつ把持するようにしてもよい。
また、上記に説明した実施形態、各変形例の各構成要素は、技術的に可能であれば、本発明の技術的思想の範囲内で適宜組み合わせて実施してもよい。
1 基板検査装置
6 基板ホルダ
20 ホルダベース
20a 基板受け部
21、21A、21B 吸着ホルダ(基板保持部)
22 ガイド
23 スライダ(進退機構)
24 位置検出部(進出位置検出手段)
25 昇降ステージ
26 吸着パッド(保持器)
27 クランプホルダ(基板保持部)
28 下側把持部(保持器)
29a 上側把持部(保持器)
30 位置決め部
31 アーム(保持アーム)
33 制御部
W ガラス基板
6 基板ホルダ
20 ホルダベース
20a 基板受け部
21、21A、21B 吸着ホルダ(基板保持部)
22 ガイド
23 スライダ(進退機構)
24 位置検出部(進出位置検出手段)
25 昇降ステージ
26 吸着パッド(保持器)
27 クランプホルダ(基板保持部)
28 下側把持部(保持器)
29a 上側把持部(保持器)
30 位置決め部
31 アーム(保持アーム)
33 制御部
W ガラス基板
Claims (5)
- 被保持物である薄板状の基板が略一定の配置領域に供給されるベース部と、
該ベース部において前記配置領域の外側と前記配置領域の外縁部との間で進退可能に設けられ、前記配置領域の外縁部に進出時に前記基板を保持する複数の基板保持部とを備えることを特徴とする基板保持機構。 - 前記基板保持部が、
前記基板の基板面を保持する保持器と、
該保持器を前記配置領域に対して進退させる進退機構と、
該進退機構の進出時に、前記基板の基板端面に対する前記保持器の進出方向の位置が一定となるように進退動作を規制する進出位置検出手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の基板保持機構。 - 前記基板保持部が、
前記進退機構および前記進出位置検出手段を、前記基板の端面に沿う方向に離間された位置にそれぞれ少なくとも2つ備えるとともに、
前記少なくとも2つの進退機構によって進退可能に保持される保持アームを備え、
該保持アーム上に1つまたは複数の保持器が配置されることで、前記基板の端面に沿う方向に複数の保持器が整列された構成としたことを特徴とする請求項2に記載の基板保持機構。 - 前記保持器が、前記基板面に対して厚さ方向に離接できるように設けられたことを特徴とする請求項2または3に記載の基板保持機構。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持機構を備えることを特徴とする基板検査装置。
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- 2006-09-20 JP JP2006254454A patent/JP2008078304A/ja active Pending
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