JP2010066242A - 基板検査装置、及び、基板検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板検査装置及び基板検査方法において、基板のライン検査の精度を向上させる。
【解決手段】フラットパネルディスプレイ用の基板（１０）が載置されるステージ部（２）と、このステージ部（２）上の基板（１０）をライン状に検査する検査部と、この検査部により検査される基板（１０）のライン状検査領域Ｒの長手方向に亘って基板（１０）の高さ位置を計測する計測部３と、この計測部３により計測された高さ位置に基づいて基板（１０）の高さ位置を制御する制御部と、を備える構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板をライン状に検査する基板検査装置及び基板検査方法に関する。

従来、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造工程では、各製造工程で製造されたマザーガラス基板に対し、ミクロ検査等の欠陥の検査が行われている。

このような検査を行う基板検査装置においては、ステージ上にエアの噴出等により保持したガラス基板を搬送しながらラインセンサ等の固定式の検査部により基板をライン状に検査する手法や、ステージ上に保持したガラス基板上に検査部を移動させて基板をライン状に検査する手法がとられている。

また、ガラス基板の浮上量を非接触で検出し、検出された浮上量に基づきワークの浮上量をフィードバック制御する浮上量制御手段を設けた支持装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２６６３５１号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の支持装置は、浮上テーブル内の中央１点でガラス基板の浮上量を検出してガラス基板の浮上量を制御しているため、反りやうねりがあるガラス基板の場合、それに合わせた浮上量制御ができず、ライン状検査領域の中で非合焦部分が生じる。このように非合焦部分が生じると、基板を鮮明に撮像することができず、したがって、基板の検査精度を高めることができない。

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、基板のライン検査の精度を向上させることができる基板検査装置及び基板検査方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の基板検査装置は、フラットパネルディスプレイ用の基板が載置されるステージ部と、このステージ部上の基板をライン状に検査する検査部と、この検査部により検査される上記基板のライン状検査領域の長手方向に亘って上記基板の高さ位置を計測する計測部と、この計測部により計測された高さ位置に基づいて上記基板の高さ位置を制御する制御部と、を備える構成とする。

上記課題を解決するために、本発明の基板検査方法は、フラットパネルディスプレイ用の基板をライン状に検査する基板検査方法において、上記基板のライン状検査領域の長手方向に亘って上記基板の高さ位置を計測し、この計測された高さ位置に基づいて上記基板の高さ位置を制御し、上記基板をライン状に検査するようにする。

本発明では、ライン状検査領域の長手方向に亘って基板の高さ位置を計測し、この計測された高さ位置に基づいて基板の高さ位置を制御する。
これにより、基板に反りやうねりがあっても、ライン状検査領域の長手方向に亘って基板を平坦にすることができ、したがって、ライン状検査領域の長手方向に亘って基板を鮮明に撮像することができる。

よって、本発明によれば、基板のライン検査の精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る基板検査装置及び基板検査方法について、図面を参照しながら説明する。
本実施の形態では、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造ラインで製造される矩形状のガラス基板（フラットパネルディスプレイ用のマザーガラス基板）１０を検査する基板検査装置１について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る基板検査装置１を示す斜視図である。
同図に示す基板検査装置１は、ガラス基板１０が載置される浮上ステージ（ステージ部）２と、図示しない照明部による照射光を検出することで浮上ステージ２上のガラス基板１０をライン状に検査するラインセンサ等の図示しない検査部と、ガラス基板１０の高さ位置を計測する計測部３とを備える。

浮上ステージ２は、図示しない浮上プレートをマトリクス状に配列してなる。また、浮上ステージ２は、浮上用エア配管及びバッファ室を含み浮上プレートに形成された図２に示す開口部２ｄからエアを噴出させるエア噴出機構と、吸引用エア配管を含み開口部２ｄからエアを吸引するエア吸引機構とを有する。

エア噴出機構は、浮上用エア配管から浮上ステージ２内のバッファ室にエアを供給し、浮上プレートの上面に形成された開口部２ｄからエアを噴出させることで、ガラス基板１０を浮上させる。

また、エア吸引機構は、浮上プレートの上面に形成された開口部２ｄから吸引用エア配管を介してエアを吸引することで、ガラス基板１０を吸引する。
浮上ステージ２は、上述のエアの噴出及び吸引を同時に行うことで、ガラス基板１０を高精度に浮上させることが可能となっている。

浮上ステージ２のうち、ガラス基板１０のライン状検査領域Ｒの下方の位置及びその近傍には、高精度にガラス基板１０を浮上させるべく浮上プレートが他の部分よりも密接して配列された精密浮上部２ａが配置されている。

浮上ステージ２の片側の側面２ｂには、基板搬送方向（矢印Ｄ１）に延びる基板搬送用レール４が設けられている。この基板搬送用レール４には、リニアモータ等の駆動手段によって基板搬送用レール４に沿って移動する基板搬送部材５が配置されている。

基板搬送部材５には、浮上ステージ２の上面側に突出する複数の吸着パッド部６が設けられている。この吸着パッド部６は、ガラス基板１０の底面端部を吸着保持する。そのため、基板搬送部材５が基板搬送用レール４に沿って移動することで、ガラス基板１０を浮上ステージ２上で移動させ、基板搬送方向（矢印Ｄ１）にガラス基板１０と計測部３及び図示しない検査部とを相対的に移動させることが可能となっている。

なお、後述するガントリ７を可動式にし、浮上ステージ２上で静止させた状態で検査を行うようにすることでも、基板搬送方向（矢印Ｄ１）にガラス基板１０と計測部３及び検査部とを相対的に移動させることは可能である。

浮上ステージ２は、基板搬送方向（矢印Ｄ１）におけるライン状検査領域Ｒの下流側と上流側とにそれぞれガラス基板１０の１枚分程度のスペースを確保するべく、基板搬送方向（矢印Ｄ１）においてガラス基板１０の２枚分程度の長さに延出させているが、必要に応じて、基板受け渡しスペースを大きくとったり、浮上ステージ２を製造ラインと連結したりすることも可能である。

浮上ステージ２は、ベース部８上に配置されている。固定式のガントリ７は、ベース部８上に位置する２本の脚部７ａ，７ｂと、これら脚部７ａ，７ｂ間に架設された四角柱の水平アーム７ｃとからなる門型形状を呈する。

ガントリ７には、検査部が固定されている。この検査部は、ＣＣＤ等の撮像素子を一列に多数並設してなり、ガラス基板１０をライン状検査領域Ｒにおいて鉛直下方にライン状に検査（撮像）することが可能となっている。

計測部３は、ガントリ７の水平アーム部７ｃの側面に固定された複数の変位計３ａから構成されている。変位計３ａは、ライン状検査領域Ｒの長手方向（矢印Ｄ２）に亘って一列に並べて配置され、ガラス基板１０に対し例えばレーザ光を出射し、その反射光を検出することで、ガラス基板１０の高さ位置を計測する。

これにより、計測部３は、複数の変位計３ａによって、ライン状検査領域Ｒにおけるガラス基板１０の高さ位置を、ライン状検査領域Ｒの長手方向（矢印Ｄ２）に亘って計測することが可能となっている。

また、計測部３は、基板搬送部材５によりガラス基板１０が基板搬送方向（矢印Ｄ１）に搬送されてガラス基板１０と基板搬送方向（矢印Ｄ１）に相対的に移動するため、ライン状検査領域Ｒの長手方向（矢印Ｄ２）に亘って、且つ、基板検査方向（矢印Ｄ１）に連続的又は断続的に、ガラス基板１０の高さ位置を計測することが可能となっている。

なお、計測部３は、ライン状の変位計によってライン状検査領域Ｒの長手方向（矢印Ｄ２）に亘ってガラス基板１０の高さ位置を計測するようにしてもよく、また、１又は２以上の変位計をライン状検査領域Ｒの長手方向（矢印Ｄ２）に移動させることによって、ライン状検査領域Ｒの長手方向（矢印Ｄ２）に亘ってガラス基板１０の高さ位置を計測するようにしてもよい。

また、計測部３によるガラス基板１０の高さ位置の計測は、ガラス基板１０のうちライン状検査領域Ｒの高さ位置を計測してもよいが、図示しない搬送ロボット等による基板検査装置１へのガラス基板１０の受け渡し位置において予め計測しておいてもよく、また、この受け渡し位置からライン状検査領域Ｒに到達するまでの間にガラス基板１０の高さ位置を計測しておいてもよい。

このようにガラス基板１０の高さ位置を事前に計測しておけば、ガラス基板１０の高さ位置を制御する時間を確保することができ、したがって、ガラス基板１０の搬送を停止させることなく或いは停止時間を短くして、ガラス基板１０の検査時間を短縮することができる。

なお、ガラス基板１０の各計測地点の高さ位置をライン状検査領域Ｒに到達する前に計測する場合、その計測地点とライン状検査領域Ｒとの間でガラス基板１０の反りやうねりがどのように変化するかを判断しておき、その変化量を考慮して、ガラス基板１０の後述する高さ位置制御に反映させるとよい。

また、ライン状検査領域Ｒにおいてガラス基板１０の高さ位置を計測する場合でも、その計測された高さ位置に基づき、直後にライン状検査領域Ｒに到達する部分の高さ位置を例えば同一と決定して当該直後にライン状検査領域Ｒに到達する部分の後述する高さ位置制御を行ってもよい。このようにしても互いに接近した位置間では反りやうねりの度合いに大きな差が出ず、しかも、上記直後にライン状検査領域Ｒに到達する部分の高さ位置の制御時間を確保することができる。

変位計３ａ間のピッチは、例えば、２００ｍｍ〜４００ｍｍとするとよいが、ガラス基板１０の板厚が薄い場合やサイズが大きい場合ほどガラス基板１０に反りやうねりが多く発生するため、板厚、サイズ等を考慮して適宜決定するとよい。

また、変位計３ａ間のピッチは、ライン状検査領域Ｒの長手方向（矢印Ｄ２）における精密浮上部２ａの浮上プレートの幅と同一又はそれよりも小さくすることで、エアの噴出量又は吸引量の調整によるガラス基板１０の高さ位置制御を浮上プレート毎に行うことが可能となる。

図２は、上記基板検査装置１の要部概略構成図である。
同図に示す制御部９は、計測部３の変位計３ａにより計測されたガラス基板１０の高さ位置に基づいて、浮上ステージ２によるガラス基板１０の高さ位置を制御する。

例えば、制御部９は、浮上ステージ２のエア噴出機構によるエアの噴出量、及び、エア吸引機構によるエアの吸引量、の少なくとも一方を調整することで、ガラス基板１０の浮上量、即ち高さ位置を制御する。

なお、エアの噴出量やエアの吸引量は、例えば、エア配管のバルブ開閉、噴射或いは吸引用のノズルのスリット開閉或いは絞り開閉等により調整することができる。
ガラス基板１０の高さ位置は、エアを用いなくとも、例えば、図３に示すようにステージ部２´上に搬送ローラ２ｃを配置してガラス基板１０を搬送する場合には、搬送ローラ２ｃを図示しないローラ駆動部により上下動させることでも制御することができる。

この場合、搬送ローラ２ｃは、ライン状検査領域の長手方向（矢印Ｄ２）に２つ以上配置し、基板搬送方向に１又は２つ以上配置するとよい。
また、後述する図５に示すようにライン状検査領域Ｒの下方において浮上ステージ２に空隙を設ける場合には、その空隙にガラス基板１０が入り込まないように配置する乗り上げ用の搬送ローラを上下動させることでガラス基板１０の高さ位置を制御してもよい。

なお、図３に示すように搬送ローラ２ｃを用いる場合、エアの吸引によりガラス基板１０を搬送ローラ２ｃに当接させるようにするとよい。
図４に示す変形例に係る基板検査装置１１では、ガントリ７に検査部としてのラインセンサ１２を鉛直方向から傾斜させて配置し、変位計１３ａからなる計測部１３を、ガントリ７から水平方向に延びる懸架板１４に鉛直下方に延びるように懸架させている。

なお、懸架板１４を基板搬送方向（矢印Ｄ１）の後方に更に延出させることで、ライン状検査領域Ｒに到達する前の部分でガラス基板１０の高さ位置を計測し、制御部９による高さ位置の制御時間を確保することができ、したがって、ガラス基板１０の検査速度を短縮することができる。

なお、図５に示すように、浮上ステージ２´´の精密浮上部２ａ内に空隙を設け、その間に変位計３ａ´からなる計測部３´を配置し、ガラス基板１０の下方からガラス基板１０の検査可能領域Ｒにおける高さ位置を計測するようにしてもよい。

以下、基板検査装置１を用いたガラス基板１０の検査の流れについて簡単に説明する。
まず、図示しない搬送ロボットによりガラス基板１０を浮上ステージ２上に載置し、図１に示すように吸着パッド部６によりガラス基板１０の底面端部を保持させる。

そして、基板搬送部材５によりガラス基板１０を基板搬送方向（矢印Ｄ１）に搬送し、計測部３の変位計３ａによりガラス基板１０の高さ位置を計測し、制御部９によりガラス基板１０の高さ位置を適宜制御し、検査部によりライン状検査領域Ｒ毎にガラス基板１０の検査（撮像）を行う。

具体的には、変位計３ａがライン状検査領域Ｒの長手方向に亘って一列に配置されているため、基板搬送部材５によりガラス基板１０を搬送しながら計測部３によりガラス基板１０の高さ位置を計測すると、ライン状検査領域Ｒの長手方向（矢印Ｄ２）に亘って、且つ、基板検査方向（矢印Ｄ１）に連続的又は断続的に、ガラス基板１０の高さ位置を計測することが可能となる。

制御部９は、計測されたガラス基板１０の高さ位置に基づき、エア噴出量、エア吸引量、或いは、搬送ローラ２ｃの高さ位置を制御することで、ガラス基板１０の高さ位置を制御する。

この際、制御部９は、計測部３の変位計３ａによる計測地点ごとに、ガラス基板１０の高さ位置が検査部の焦点深度の範囲に収まっているか否かを判断し、焦点深度の範囲に収まっていない計測地点が焦点深度の範囲に収まるようにガラス基板１０の高さ位置を制御するとよい。

ガラス基板１０の高さ位置を制御した後、そのまま基板搬送部材５によりガラス基板１０を基板搬送方向（矢印Ｄ１）に搬送し、ガラス基板１０の検査が終了した後、図示しない搬送ロボット等により基板検査装置１からガラス基板１０を搬出する。

以上説明した本実施の形態では、計測部３の変位計３ａによって、ライン状検査領域Ｒの長手方向に亘ってガラス基板１０の高さ位置を計測し、計測された高さ位置に基づいて制御部９によりガラス基板１０の高さ位置を制御する。これにより、ガラス基板１０に反りやうねりがあっても、ライン状検査領域Ｒの長手方向（矢印Ｄ２）に亘ってガラス基板１０を平坦にすることができ、したがって、ライン状検査領域Ｒの長手方向（矢印Ｄ２）に亘って基板を鮮明に撮像することができる。よって、本実施の形態によれば、ガラス基板１０のライン検査の精度を向上させることができる。

また、本実施の形態では、浮上ステージ２は、エアを噴出させるエア噴出機構を有し、制御部９は、エア噴出機構によるエアの噴出量を調整することでガラス基板の高さ位置を制御する。また、本実施の形態では、浮上ステージ２は、エアを吸引するエア吸引機構を有し、制御部９は、エア吸引機構によるエアの吸引量を調整することでガラス基板１０の高さ位置を制御する。そのため、非接触でガラス基板１０の高さ位置を制御することができ、したがって、ガラス基板１０の検査精度を有効に向上させることができる。

また、浮上プレート毎に開口部２ｄを通過するエア量を調整することでガラス基板１０の高さ位置を制御する場合、簡単な制御でガラス基板１０の検査精度を有効に向上させることができる。

また、ステージ部２´がガラス基板を搬送するための搬送ローラ２ｃと、この搬送ローラ２ｃを上下動させるローラ駆動部とを有する構成の場合には、制御部９は、ローラ駆動部により搬送ローラ２ｃの高さ位置を調整してガラス基板１０の高さ位置を制御することで、簡単な制御で高精度にガラス基板１０の高さ位置を制御することができ、したがって、ガラス基板１０の検査精度を有効に向上させることができる。

また、制御部９によって、ガラス基板１０のライン状検査領域Ｒが検査部の焦点深度の範囲に収まるようにガラス基板１０の高さ位置を制御することで、必要最低限の制御でガラス基板１０の検査精度を有効に向上させることができる。

また、本実施の形態では、検査部は、基板搬送方向（矢印Ｄ１）にガラス基板１０と相対的に移動しながらガラス基板１０をライン状に検査し、計測部３は、基板搬送方向（矢印Ｄ１）にガラス基板１０と相対的に移動しながら、ガラス基板１０のライン状検査領域Ｒの長手方向に亘って、且つ、基板搬送方向（矢印Ｄ１）に連続的又は断続的に、ガラス基板の高さ位置を計測する。そのため、ガラス基板１０の全面に亘って高さ位置を制御することが可能となり、したがって、ガラス基板１０の検査精度を有効に向上させることができる。

また、計測部３によるガラス基板１０の計測地点がライン状検査領域Ｒに到達する前にガラス基板１０の高さ位置を計測する場合、基板搬送方向（矢印Ｄ１）にガラス基板１０と検査部とを相対的に移動させる間に、上記計測された高さ位置に基づきガラス基板１０の高さ位置を制御することができ、したがって、ガラス基板１０の搬送を停止させることなく、或いは、停止時間を短くして、ガラス基板１０の検査時間を短縮することができる。

本発明の一実施の形態に係る基板検査装置を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る基板検査装置を示す要部概略構成図である。 本発明の一実施の形態の変形例（その１）に係る基板検査装置を示す要部正面図である。 本発明の一実施の形態の変形例（その２）に係る基板検査装置を示す要部側面図である。 本発明の一実施の形態の変形例（その３）に係る基板検査装置を示す要部側面図である。

符号の説明

１ 基板検査装置
２ 浮上ステージ
２ａ 精密浮上部
２ｂ 側面
２ｃ 搬送ローラ
２ｄ 開口部
３ 計測部
３ａ 変位計
４ 基板搬送用レール
５ 基板搬送部材
６ 吸着パッド部
７ ガントリ
７ａ，ｂ 脚部
７ｃ 水平アーム
８ ベース部
９ 制御部
１０ ガラス基板
１１ 基板検査装置
１２ ラインセンサ
１３ 計測部
１３ａ 変位計
１４ 懸架板

Claims (12)

1. フラットパネルディスプレイ用の基板が載置されるステージ部と、
   該ステージ部上の基板をライン状に検査する検査部と、
   該検査部により検査される前記基板のライン状検査領域の長手方向に亘って前記基板の高さ位置を計測する計測部と、
   該計測部により計測された高さ位置に基づいて前記基板の高さ位置を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする基板検査装置。
2. 前記ステージ部は、エアを噴出させるエア噴出機構を有し、
   前記制御部は、前記エア噴出機構によるエアの噴出量を調整することで前記基板の高さ位置を制御することを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
3. 前記ステージ部は、エアを吸引するエア吸引機構を有し、
   前記制御部は、前記エア吸引機構によるエアの吸引量を調整することで前記基板の高さ位置を制御する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の基板検査装置。
4. 前記ステージ部は、前記エアを噴出させるための又は吸引するための開口部が形成された複数の浮上プレートを有し、
   前記制御部は、前記浮上プレート毎に前記開口部を通過するエア量を調整することで前記基板の高さ位置を制御する、
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の基板検査装置。
5. 前記ステージ部は、前記基板を搬送するための搬送ローラと、該搬送ローラを上下動させるローラ駆動部とを有し、
   前記制御部は、前記ローラ駆動部により前記搬送ローラの高さ位置を調整することで前記基板の高さ位置を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載の基板検査装置。
6. 前記検査部は、前記基板の搬送方向に該基板と相対的に移動しながら前記基板をライン状に検査し、
   前記計測部は、前記基板の搬送方向に該基板と相対的に移動しながら、前記基板のライン状検査領域の長手方向に亘って、且つ、前記搬送方向に連続的又は断続的に、前記基板の高さ位置を計測する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項記載の基板検査装置。
7. 前記計測部は、該計測部による前記ガラス基板の計測位置が前記ライン状検査領域に到達する前に前記基板の高さ位置を計測することを特徴とする請求項６記載の基板検査装置。
8. 前記制御部は、前記基板のライン状検査領域が前記検査部の焦点深度の範囲に収まるように前記基板の高さ位置を制御することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項記載の基板検査装置。
9. フラットパネルディスプレイ用の基板をライン状に検査する基板検査方法において、
   前記基板のライン状検査領域の長手方向に亘って前記基板の高さ位置を計測し、
   該計測された高さ位置に基づいて前記基板の高さ位置を制御し、
   前記基板をライン状に検査する、
   ことを特徴とする基板検査方法。
10. 前記基板に対するエアの噴出量を調整することで前記基板の高さ位置を制御することを特徴とする請求項９記載の基板検査方法。
11. 前記基板のライン状検査領域が前記検査部の焦点深度の範囲に収まるように前記基板の高さ位置を制御することを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の基板検査方法。
12. 前記ガラス基板の計測位置が前記ライン状検査領域に到達する前に前記基板の高さ位置を計測し、
    前記基板の搬送方向に前記基板と前記検査部とを相対的に移動させる間に、前記計測された高さ位置に基づき前記基板の高さ位置を制御する、
    ことを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項記載の基板検査方法。