JP2010083663A - 基板浮上装置、基板検査装置、及び、基板検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板浮上装置、基板検査装置及び基板検査方法において、簡単な構成で確実にガラス基板の浮上状態を検知する。
【解決手段】基板（Ｇ）に対しエアを吐出するステージ部２と、基板（Ｇ）の浮上状態を、基板（Ｇ）に接触することで検知する検知部（３）と、を備える構成とする。好ましくは、検知部（３）は、ステージ部２の上部に配置される構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）その他のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等に用いられる基板を浮上させる基板浮上装置、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ガラス基板（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。

ガラス基板を検査・搬送する際には、検査装置や搬送装置の振動が検査精度等に影響を与えないようにするために或いはガラス基板の破損を防ぐために、ガラス基板に対しエアを吐出する浮上ステージを用いる手法がとられている。

ガラス基板をエアにより浮上させる場合、ガラス基板に静電気が溜まってガラス基板と浮上ステージとの間に静電引力が作用することで、ガラス基板がステージに張り付く現象が生じる。このようにガラス基板が浮上ステージに張り付くと、ガラス基板を浮上ステージから剥がすときに、静電気によるスパークが生じ、ガラス基板が静電破壊することがある。

なお、ガラス基板の浮上ステージへの張り付きは、ガラス基板の裏面に付着した薬剤液が乾いていない場合に薬剤液が浮上ステージと接触することなどによって生じることもある。

上述のようにガラス基板が浮上ステージに張り付く態様としては、部分的な張り付きと全体的な張り付きとがある。
ガラス基板が部分的に浮上ステージに張り付く場合、張り付き面積が小さければ、ガラス基板を引きずりながら搬送できる場合もある。しかし、この張り付き部分が浮上ステージに引っ掛かってガラス基板が破損することがある。また、張り付き面積が比較的大きければ、保持部によるガラス基板の保持が外れてしまい、ガラス基板が浮上ステージ上に置き去りになることがある。場合によっては、保持部から外れてコントロールを失ったガラス基板が搬送装置や検査装置の何らかの部材と衝突して割れることもある。

一方、ガラス基板が全体的に浮上ステージに張り付く場合、保持部によるガラス基板の保持が外れてしまい、ガラス基板が浮上ステージ上に置き去りになることが多く、この場合には上述のようにガラス基板が割れることもある。また、ガラス基板が完全に浮上ステージに張り付いてしまうため、浮上ステージによりエアを吐出してもガラス基板は動かなくなってしまう。

ところで、ガラス基板の浮上量を検出する装置として、例えば、特許文献１記載の支持装置、特許文献２記載の搬送装置等が提案されている。
上記特許文献１記載の支持装置は、レーザ変位計を含む検出用ブロックを浮上ステージ上に配置し、レーザにより非接触でガラス基板の浮上量を検出している。

また、上記特許文献２記載の搬送装置は、ガラス基板の底面と浮上ステージの上面との間に電圧を印加し、ガラス基板が浮上ステージに接触したことを浮上ステージ上の電流を検出することで、接触箇所を特定する。
特開２００６−２６６３５２号公報 特開２００７−７６８３６号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の支持装置は、レーザにより非接触でガラス基板の浮上量を検出するため、ガラス基板の浮上量を検出するための構成が複雑になる。また、非接触で浮上量を検出する場合、ガラス基板の浮上量は例えば１ｍｍ以下であるため、確実に浮上量を検出するのが困難である。

上記特許文献２記載の搬送装置は、ガラス基板の底面及び浮上ステージの上面を導電体で構成する必要がある。また、電流を検出できるのは、ガラス基板が浮上ステージに接触したときであり、ガラス基板の浮上ステージへの接触を未然に防ぐことができない。

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、簡単な構成で確実に基板の浮上状態を検知することができる基板浮上装置、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、本発明の基板浮上装置は、基板に対しエアを吐出するステージ部と、上記基板の浮上状態を、この基板に接触することで検知する検知部と、を備える構成とする。

上記課題を解決するために、本発明の基板検査装置は、上記基板浮上装置と、この基板浮上装置のステージ部上で上記基板の検査を行う基板検査部と、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、エアにより浮上させた基板の検査を行う基板検査方法において、上記基板の浮上状態を、検知部が基板に接触することで検知するようにする。

本発明によれば、基板の浮上状態を、検知部が基板に接触することで検知するため、簡単な構成で確実に基板の浮上状態を検知することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る基板浮上装置、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（マザーガラス基板）Ｇを浮上させて搬送する基板浮上装置１、及び、この基板浮上装置１を備える基板検査装置１０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浮上装置１を示す概略斜視図である。
図２は、基板浮上装置１を示す概略構成図である。
図１及び図２に示す基板浮上装置１は、ガラス基板Ｇに対しエアを吐出するステージ部２（図１では、浮上プレート２ａのみ図示）と、ガラス基板Ｇの浮上状態をガラス基板Ｇに接触することで検知する複数の接触式スイッチ（検知部）３と、ガラス基板Ｇをステージ部２上で搬送する基板搬送部４と、基板搬送軸部５と、基板保持部６と、制御部（吐出量制御部・搬送速度制御部）７とを備える。

ステージ部２は、基板搬送方向（矢印Ｄ）に平行に延びる複数の浮上プレート２ａを有
する。また、ステージ部２は、浮上プレート２ａがその上面に形成された吐出孔２ｂから上方にエアを吐出することで、ガラス基板Ｇに対しエアを吐出している。

各浮上プレート２ａには、図２に示すように、バルブポート８を介して圧空源９が接続されている。また、各浮上プレート２ａには、吐出孔２ｂから吐出されるエアの圧力を検知する圧力センサ１０がそれぞれ接続されている。

接触式スイッチ３は、ステージ部２の上部に配置され、図２に示すように、ステージ部２の上面から突出する当接ピン３ａを有する。
接触式スイッチ３は、当接ピン３ａがガラス基板Ｇに上方から押圧されてスイッチが切り替わることでガラス基板Ｇの浮上状態、例えば、ガラス基板Ｇの浮上高さＨ１が一定高さ以下となったこと、を検知する。

ガラス基板Ｇの所定の浮上高さＨ１が２００μｍ〜３００μｍである場合、当接ピン３ａがステージ部２の上面から突出する高さＨ２は、例えば数μｍ〜数十以下とするとよい。当接ピン３ａの突出する高さをガラス基板Ｇの所定の浮上高さＨ１に近似させると、ガラス基板Ｇをステージ部２上で搬送する際に、当接ピン３ａの側面にガラス基板Ｇが接触してしまうためである。

なお、本実施の形態では、接触式スイッチ３の当接ピン３ａは、ステージ部２から上方に突出するが、ガラス基板Ｇを一方向にのみ搬送する場合には、鉛直上方から基板搬送方向（矢印Ｄ）と反対方向に傾けてステージ部２から当接ピン３ａを突出させることで、鉛直下方へのガラス基板Ｇによる押圧に加え、基板搬送方向（矢印Ｄ）へのガラス基板Ｇによる押圧にも対応することができ、したがって、ガラス基板Ｇと当接ピン３ａとの接触によるガラス基板Ｇの破損を確実に防ぐことができる。

当接ピン３ａが上方から押圧されて接触を検知するまでの距離（高さ）は、ガラス基板Ｇの浮上高さＨ１が２００μｍ〜３００μｍである場合、数μｍ〜数１０μｍ程度とするとよい。

基板搬送部４は、ステージ部２の片側において基板搬送方向（矢印Ｄ）に延びる基板搬送軸部５のガイド部５ａに沿って、例えばリニアモータ等の図示しない駆動手段によって移動する。

基板搬送部４には、ガラス基板Ｇの底面端部を吸着保持する３つの基板保持部６が配置されている。これら基板保持部６は、ガラス基板Ｇを吸着する吸着部６ａ及びこの吸着部６ａを支持する支持部６ｂを有する。

そのため、ガラス基板Ｇは、基板保持部６により吸着保持された状態で基板搬送部４によって基板搬送方向（矢印Ｄ）に移動可能となっている。
制御部７は、接触式スイッチ３がガラス基板Ｇと接触してスイッチが切り替わった信号を受けたときにガラス基板Ｇがステージ部２上で静止している場合、エアの増圧及び増量の少なくとも一方の信号をバルブポート８に送る。なお、制御部７は、エアの増圧を行う場合には、圧力センサ１０により検出されたエアの圧力を基に増圧を行う。

また、制御部７は、接触式スイッチ３がガラス基板Ｇと接触してスイッチが切り替わった信号を受けたときに基板搬送部４がガラス基板Ｇを搬送している場合、エアの増圧及び増量の少なくとも一方の信号をバルブポート８に送る制御、並びに、搬送を停止させるか又は搬送速度を下げる信号を基板搬送部４に送る制御、のうち少なくとも一方の制御を行う。

なお、制御部７は、接触式スイッチ３がガラス基板Ｇと接触してスイッチが切り替わった信号を受けたときに、基板保持部６によるガラス基板Ｇの保持を解除し、ガラス基板Ｇを引きずりながら搬送するのを回避するようにしてもよい。

また、制御部７は、例えば、１０個中７個以上の接触式スイッチ３が接触を検知していればガラス基板Ｇがステージ部２に完全に張り付いていると判断し、４個以上の接触式スイッチ３が接触を検知していれば部分的に張り付いていると判断し、３個以下の接触式スイッチ３のみが接触を検知していれば張り付いていないと判断するようにするとよい。また、制御部７は、例えば、接触が一定時間以上続かなければ張り付きでないと判断するようにしてもよい。更には、反りや撓みが生じやすいガラス基板Ｇについては、１つや２つの接触式スイッチ３が接触を検知するだけでも、張り付いていると判断するようにしてもよい。

制御部７は、ガラス基板Ｇがステージ部２に完全に張り付いていると判断した場合には、ガラス基板Ｇの搬送を停止させ、部分的に張り付いていると判断した場合には搬送速度を下げる、といったように、接触の度合いによって、異なる制御を行うようにしてもよい。

図３は、上記基板浮上装置１を備える基板検査装置１０を示す概略平面図である。なお、図３においては、浮上プレート２ａの梨地の黒い点が吐出孔２ｂを示すものとする。
基板検査装置１０は、上述の基板浮上装置１と、固定式のガントリ１１と、検査ヘッド（基板検査部）１２とを備える。

ガントリ１１は、ステージ部２及び基板搬送軸部５を跨ぐ門型形状を呈する。
検査ヘッド１２は、ステージ部２上でガラス基板Ｇの拡大観察（検査）を行う顕微鏡、ガラス基板Ｇの画像を撮像する撮像部等を有する。なお、検査ヘッド１２は、ガラス基板Ｇの欠陥を修正するためのレーザ照射手段等を有するものとしてもよい。

検査ヘッド１２は、ガントリ１１の側面に設けられた図示しないガイド部に沿って基板搬送方向（矢印Ｄ）と直交する方向に移動自在となっており、基板搬送部４によって基板搬送方向（矢印Ｄ）に移動するガラス基板Ｇとの相対位置を、直交する２軸方向に自在に移動させることが可能となっている。

以下、ガラス基板Ｇの浮上状態の検知方法及び検査方法について、上述の図２及び図３を参照しながら説明する。
まず、図示しない搬送ロボットにより、図３に示す基板検査装置１０のステージ部２にガラス基板Ｇが搬送される。ステージ部２に搬送されてきたガラス基板Ｇは、ステージ部２上の浮上プレート２ａの吐出孔２ｂから吐出されるエアにより浮上し、図示しない基板位置決め機構によりステージ部２上で位置決めされる。位置決めされたガラス基板Ｇは、基板保持部６の吸着部６ａにより吸着保持される。

ガラス基板Ｇがステージ部２に搬入されてから吸着部６ａにより吸着保持されるまでの間に接触式スイッチ３がガラス基板Ｇとの接触を検知した場合には、制御部７は、上述のエアの増圧・増量の信号をバルブポート８に送る。なお、制御部７は、接触式スイッチ３のスイッチが元に戻ってガラス基板Ｇがステージ部２に接触しなくなったと判断するまでは、エアの更なる増圧・増量の信号を断続的に送るようにするとよい。

吸着部６ａにより吸着保持されたガラス基板Ｇは、基板搬送部４が図示しないリニアモータ等の駆動手段によって基板搬送軸部５のガイド部５ａに沿って移動することで、基板
搬送方向（矢印Ｄ）に搬送される。

ガラス基板Ｇの一部が検査ヘッド１２の下方まで到達すると、上述の直交２軸方向へのガラス基板Ｇと検査ヘッド１２との相対移動を行いながら、検査ヘッド１２の顕微鏡等により拡大観察等の検査が行われる。制御部７は、ガラス基板Ｇの搬送中及び検査中に接触式スイッチ３がガラス基板Ｇとの接触を検知した場合には、ガラス基板Ｇが静止した状態では、エアの増圧及び増量の少なくとも一方の信号をバルブポート８に送る制御を行い、ガラス基板Ｇが搬送されている最中であれば、エアの増圧及び増量の少なくとも一方の信号をバルブポート８に送る制御、並びに、ガラス基板Ｇの搬送を停止させる信号又は速度を下げる信号を基板搬送部４に送る制御、のうち少なくとも一方の制御を行う。

検査が終了したガラス基板Ｇは、図示しない搬送ロボットにより、ステージ部２から搬出され、基板検査装置１０ｈ、新たに搬入されてきたガラス基板Ｇに対し、上述の処理を同様に行う。

以上説明した本実施の形態では、ガラス基板Ｇの浮上状態を、接触式スイッチ（検査部）３がガラス基板Ｇに接触することで検知するため、簡単な構成で確実にガラス基板Ｇの浮上状態を検知することができる。

また、本実施の形態では、接触式スイッチ（検査部）３は、ステージ部２の上部に配置されるため、基板浮上装置１及び基板検査装置１０の構成をより簡素にすることができる。

また、本実施の形態では、検知部として接触式スイッチ３を用いているため、基板浮上装置１及び基板検査装置１０の構成をより簡素にすることができる。
また、本実施の形態では、制御部７は、接触式スイッチ３により検知された浮上状態に基づいてステージ部２によるエアの吐出量を制御するため、ガラス基板Ｇの破損や静電気の電位の増大を防ぐことができる。

また、本実施の形態では、制御部７は、接触式スイッチ３により検知された浮上状態に基づいて基板搬送部４によるガラス基板Ｇの搬送を停止させる又は搬送速度を下げる。そのため、ガラス基板Ｇの破損を防ぐことができる。

なお、本実施の形態では、検知部として接触式スイッチ３を設ける例について説明したが、検知部としては、ガラス基板Ｇと接触することでガラス基板Ｇの浮上状態を検知することができるものであればよく、例えば、検知部に圧電素子を用いて圧電素子がガラス基板Ｇに押圧されたことを制御部７が電圧の計測により検知するようにしてもよく、また、ステージ部２から突出するピンが上方からガラス基板Ｇにより押圧された距離を測定し浮上高さを検知するものとしてもよい。

また、本実施の形態では、ステージ部２の全面に亘って浮上プレート２ａを配置しているが、例えば、検査ヘッド１２の下方のみに浮上プレート２ａを配置して、その他の部分には搬送ローラ等の他の搬送手段を配置してもよい。

また、本実施の形態では、基板保持部６により保持したガラス基板Ｇを基板搬送部４によって基板搬送方向（矢印Ｄ）に搬送する基板検査装置１０について説明したが、ガラス基板Ｇを静止させた状態のままガントリ１１を基板搬送方向（矢印Ｄ）に移動させてガラス基板Ｇの検査を行うようにしてもよい。

また、本実施の形態では、接触式スイッチ３をステージ部２の上部に配置する例につい
て説明したが、接触式スイッチ３は、ステージ部２の側方に配置されてガラス基板Ｇ端部との接触の検知を行うものとしてもよい。

また、本実施の形態では、基板検査装置１０の基板検査部として、顕微鏡を有する検査ヘッド１２を用いる例について説明したが、ガラス基板Ｇの検査を行うものであれば基板検査部として用いることができ、例えば、ラインセンサ等を用いてもよい。

本発明の一実施の形態に係る基板浮上装置を示す概略斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る基板浮上装置を示す概略構成図である。 本発明の一実施の形態に係る基板検査装置を示す概略平面図である。

符号の説明

１ 基板浮上装置
２ ステージ部
２ａ 浮上プレート
２ｂ 吐出孔
３ 接触式スイッチ
３ａ 当接ピン
４ 基板搬送部
５ 基板搬送軸部
５ａ ガイド部
６ 基板保持部
６ａ 吸着部
６ｂ 支持部
７ 制御部
８ バルブポート
９ 圧空源
１０ 圧力センサ
１１ ガントリ
１２ 検査ヘッド
Ｇ ガラス基板

Claims (10)

1. 基板に対しエアを吐出するステージ部と、
   前記基板の浮上状態を、該基板に接触することで検知する検知部と、
   を備えることを特徴とする基板浮上装置。
2. 前記検知部は、前記ステージ部の上部に配置されることを特徴とする請求項１記載の基板浮上装置。
3. 前記検知部は、接触式スイッチであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の基板浮上装置。
4. 前記検知部は、圧電素子であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の基板浮上装置。
5. 前記検知部により検知された浮上状態に基づいて前記ステージ部によるエアの吐出量を制御する吐出量制御部を更に備え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項記載の基板浮上装置。
6. 前記基板を前記ステージ部上で搬送する基板搬送部と、
   前記検知部により検知された浮上状態に基づいて前記基板搬送部による前記基板の搬送を停止させる又は搬送速度を下げる搬送速度制御部と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項記載の基板浮上装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項記載の基板浮上装置と、
   該基板浮上装置のステージ部上で前記基板の検査を行う基板検査部と、
   を備えることを特徴とする基板検査装置。
8. エアにより浮上させた基板の検査を行う基板検査方法において、
   前記基板の浮上状態を、検知部が基板に接触することで検知する、
   ことを特徴とする基板検査方法。
9. 前記検知された浮上状態に基づいて前記ステージ部によるエアの吐出量を制御することを特徴とする請求項８記載の基板検査方法。
10. 前記検知された浮上状態に基づいて前記基板の搬送を停止させる又は搬送速度を下げることを特徴とする請求項８又は請求項９記載の基板検査方法。