JP2012098171A - 基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】剥離帯電によって発生する静電気の量を低減することができ、基板の平面度が出し易い基板検査装置を提供すること。
【解決手段】検査対象の基板Ｓを下面から照明する透過照明ユニット４と、基板の上面に沿って移動され、基板の像を結像する顕微鏡８とを備えた基板検査装置１は、透過照明ユニットの上面に、柱状をなし、互いに所定の間隔をおいて互いの軸線と平行に複数立設され、基板を支持すると共に、軸線方向に沿った長さを調整自在な支持部材５を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査基板を下面から照明し、検査基板の上面から顕微鏡によって観察又は検査する透過照明型の基板検査装置に関する。

従来、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等に用いられるガラス基板等の基板の検査においては、基板を載置したガラス板の下面から基板を照明し、ガラス板の上方から基板を検査する、いわゆる透過照明型の基板検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された基板検査装置は、板面同士を接してガラス板上に基板を載置するため、検査終了後に基板を搬出するために持ち上げた際、剥離帯電によって基板に静電気が発生し、発生した静電気の放電によって基板上に形成したパターンを損傷することがあった。

一方、基板表面を傷つけることがなく、撓みや振動の発生を抑えるために複数の支持ピンによって基板を支持するガラス基板保持具が開示されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に開示された複数の支持ピンを使用すると、前記ガラス板で発生する剥離帯電を防止することが考えられる。

特開２００５−３５１８１０号公報 特開２０００−７１４６号公報

しかしながら、特許文献２に開示されたガラス基板保持具は、複数の支持ピンで基板を支持した際に基板の平面度を出し難いという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、剥離帯電によって発生する静電気の量を低減することができ、基板の平面度が出し易い基板検査装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の基板検査装置は、検査対象の基板を下面から照明する透過照明ユニットと、前記基板の上面に沿って移動され、前記基板の像を取得する顕微鏡とを備えた基板検査装置において、前記透過照明ユニットの上面に、柱状をなし、互いに所定の間隔をおいて互いの軸線と平行に複数立設され、前記基板を支持すると共に、前記軸線方向に沿った長さを調整自在な支持部材を有することを特徴とする。

本発明によれば、透過照明ユニットの上面、柱状をなし、互いに所定の間隔をおいて互いの軸線と平行に複数立設され、基板を支持すると共に、軸線方向に沿った長さを調整自在な支持部材を有するので、従来に比べて基板と支持部材との接触面積が低減され、剥離帯電によって発生する静電気の量を低減することができるうえ、各支持部材の位置で軸線方向に沿った支持部材の長さを調整することができるので、基板の平面度が出し易いという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る基板検査装置を示す斜視図である。 図２は、実施の形態１に係る基板検査装置で使用する透過照明ユニットの内部構造を示す断面正面図である。 図３は、支持ピンの構造を説明する部分断面正面図である。 図４は、図３のＡ部拡大図である。 図５は、図４に示す支持ピンにおいて、ねじ穴に対するねじの螺合量を調整することで、軸線方向に沿った長さを調節した状態を示す拡大図である。 図６は、不透明素材を用いた支持ピンにおける上部材の要部を示す断面正面図である。 図７は、本発明の実施の形態２に係る基板検査装置の透過照明ユニットを示す断面正面図である。

以下に、本発明の基板検査装置に係る実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る基板検査装置を示す斜視図である。基板検査装置１は、図１に示すように、基台２の上面の中央に設置され、平面光源４を有する透過照明ユニット３と、透過照明ユニット３の上面に複数立設される支持ピン５と、透過照明ユニット３の両側に配置される２つのガイド部材６と、顕微鏡８を移動自在に支持する門型アーム７と、制御部９とを有している。

図２は、実施の形態１に係る基板検査装置で使用する透過照明ユニットの内部構造を示す断面正面図である。透過照明ユニット３は、図１に示すように、基台２の上面に設けた２つのガイド部材６の間に配置されている。透過照明ユニット３は、図２に示すように、本体３ａに形成した凹部３ｂの全体にＬＥＤを用いて構成される平面光源４が敷設され、上部が透明カバー３ｃで覆われている。

図３は、支持ピンの構造を説明する部分断面正面図である。図４は、図３のＡ部拡大図である。支持ピン５は、透過照明ユニット３の上面に、柱状をなし、互いに所定の間隔をおいて互いの軸線と平行に複数立設され、基板Ｓを支持すると共に、軸線方向に沿った長さが調整自在な支持部材である。支持ピン５は、透明な素材、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から成形されており、図３に示すように、軸線方向である長手方向に沿った中間で上部材５ａと下部材５ｂとに分割されている。下部材５ｂには、図４に示すように、上部材５ａに形成したねじ穴５ｃに螺合して支持ピン５の軸線Ａxの方向に沿った長さを調整するねじ５ｄが一体に設けられている。

このように、支持ピン５の全体を透明素材から成形すると、下方の透過照明ユニット３から検査対象の基板Ｓに照明光を照射した際、照明光が支持ピン５を透過するので、支持ピン５の影が基板Ｓに生じない。このため、検査対象の基板Ｓは、透過照明ユニット３から照射される照明光によって均一な明るさに照明される。

ガイド部材６は、図１に示すように、門型アーム７を基板Ｓの搬入方向（図中Ｘ方向）に沿って案内する２本のガイドレール６ａが上面に設置されている。

門型アーム７は、図１に示すように、各ガイド部材６の上に配置される支柱７ａと、２本の支柱７ａに支持される支持アーム７ｂとを有している。支柱７ａの内部には、門型アーム７をＸ方向に沿って移動させる駆動機構が配置されている。支持アーム７ｂの基板Ｓの搬入方向（図中Ｘ方向）と直交する一方の側面には、顕微鏡８を基板Ｓの搬入方向（図中Ｘ方向）と直交する方向（図中Ｙ方向）に沿って移動自在に支持する２本のガイドレール７ｃが設けられている。支持アーム７ｂの内部には、顕微鏡８をガイドレール７ｃ沿ったＹ方向へ移動させる駆動機構が内部に配置されている。

顕微鏡８は、図１に示すように、門型アーム７によって検査対象の基板Ｓの上方を基板Ｓの搬入方向（図中Ｘ方向）及びの所望の位置へ移動され、透過照明ユニット３によって下面から照明される検査対象の基板Ｓの搬入方向（図中Ｘ方向）と直交する方向（図中Ｙ方向）に沿った像を取得し、その画像信号を制御部９へ出力する。

制御部９は、基板検査装置１の作動を制御するもので、例えば、マイクロコンピュータが使用される。制御部９は、基板Ｓについて事前に行なったマクロ検査による欠陥位置情報が入力され、この欠陥位置情報に基づいて門型アーム７の移動位置を制御し、顕微鏡８を欠陥位置へ移動させる。また、制御部９は、顕微鏡８から入力される画像信号を画像処理し、マクロ検査による基板Ｓの欠陥をミクロ的に判定する。

基板検査装置１は、図示しない基板搬送装置（ロボット）によって搬入される検査対象の基板Ｓを複数の支持ピン５によって支持し、事前に行なったマクロ検査による基板Ｓ上の欠陥位置情報に基づく欠陥位置へ顕微鏡８を門型アーム７によって移動する。欠陥位置へ移動された顕微鏡８は、基板Ｓの欠陥位置において顕微鏡８が取得した像の画像信号を制御部９へ出力する。そして、制御部９は、画像信号を画像処理することによりマクロ検査による基板Ｓの欠陥をミクロ的に判定する。なお、基板検査装置１は、上記マクロ検査による欠陥位置情報に基づく他、予め入力された位置情報に基づいて基板Ｓ上の特定位置をミクロ的に判定する場合もある。

ここで、顕微鏡８による基板Ｓの像を取得する際、複数の支持ピン５によって支持された基板Ｓが撓む等、平面度が確保されていないと、以下のような問題が生じる。即ち、基板Ｓの平面度が確保されていないと、平面光源４による透過照明によって基板Ｓの下面を均一に照明しても、顕微鏡８と基板Ｓの上面との距離が変化してしまい、顕微鏡８が取得した基板Ｓの像の鮮明度が低下してしまう部分が発生する。

このため、基板検査装置１では、上部材５ａに対して下部材５ｂを相対回転させることにより、図５に示すように、ねじ穴５ｃに対するねじ５ｄの螺合量を調整することで、支持ピン５の軸線Ａxの方向に沿った長さを調節する。これにより、基板Ｓは、欠陥位置において顕微鏡８に対する高さが調整され、平坦度を向上させることができる。この結果、基板検査装置１は、検査対象の基板Ｓの欠陥位置において、顕微鏡８による鮮明度の高い像を取得することができる。

しかも、基板検査装置１は、複数の支持ピン５によって基板Ｓを支持することにより、ガラス板上に基板Ｓを載置する従来に比べて複数の支持ピン５と基板Ｓとの接触面積を低減している。このため、基板検査装置１は、検査終了後の基板Ｓを搬出するために持ち上げた際、剥離帯電によって発生する静電気の量を従来よりも低減することができる。

更に、基板検査装置１は、図１に示すように、透明カバー３ｃの上面に検査対象の基板Ｓを支持する複数の支持ピン５が互いに所定の間隔をおいて複数立設されている。このため、基板検査装置１は、図示しない基板搬送装置（ロボット）との間で検査対象の基板Ｓを受け渡す際、所定の間隔をおいて立設した支持ピン５の間にロボットアームを挿通すれば、別途リフタ機構等を設けることなく基板Ｓを直接受け渡すことができる。従って、基板検査装置１は、基板Ｓの１枚当たりに要する検査時間を短縮することができ、装置構成が簡単となり、安価に製作することができる。

尚、実施の形態１では、支持ピン５は、全体を透明とした。しかし、透過照明ユニット３から照射される照明光によって基板Ｓの下面を全面に亘って均一に照明することができれば、支持ピン５は、少なくとも先端部分が透明であればよく、例えば、上部材５ａのみを透明部材としてもよい。

また、支持ピン５は、ねじ５ｄを金属とし、ねじ５ｄと下部材５ｂとを一体にモールド成形してもよい。更に、支持ピン５は、ねじ穴５ｃに螺合するねじ５ｄに代えて、ねじ５ｄを金属とする場合と同様に、一端を突出させて位置決めピンの他端を下部材５ｂと一体にモールド成形し、この位置決めピンを利用して上部材５ａと下部材５ｂとの間にスペーサを配置してもよい。

（変形例１）
図６は、不透明素材を用いた支持ピンにおける上部材の要部を示す断面正面図である。本発明の支持ピンは、軸線方向に沿った長さを調整することができれば、支持ピン５に代えてアルミニウム等の不透明素材からなる支持ピンとしてもよい。不透明素材を用いた支持ピンとした場合、図６に示すように、支持ピン５１は、基板Ｓと当接する上部材５１ａの上部に凹部５１ｂが形成され、凹部５１ｂにＬＥＤからなる補助光源５２が埋設されると共に、凹部５１ｂの開口に拡散板５３が設けられている。

この場合、支持ピン５は、ねじ穴５ｃの表面及びねじ５ｄを導電性金属とすることで、補助光源５２への給電路を確保する。

このように補助光源５２を使用すると、支持ピン５１は、透過照明ユニット３から照射される照明光の支持ピン５１による影が生ずる基板Ｓの部分を補助光源５２によって照明することができ、基板Ｓの下面を全面に亘って一定以上の明るさに均一に照明することができる。

なお、基板Ｓの厚さ，補助光源５２の明るさ或いは支持ピン５の本数によっては、拡散板５３は設けなくてもよい。また、支持ピン５１は、透明素材を使用して先端部分を透明としてもよく、例えば、上部材５１ａのみを透明部材としてもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る基板検査装置について説明する。実施の形態１の基板検査装置は、ＬＥＤからなる平面光源を有する透過照明ユニットを使用し、複数の支持ピンを透過照明ユニットの透明カバー上に設けた。これに対し、実施の形態２の基板検査装置は、蛍光灯を有する透過照明ユニットを使用し、複数の支持ピンを透過照明ユニットの拡散板上に設けている。ここで、実施の形態２の基板検査装置は、実施の形態１の基板検査装置と比べて透過照明ユニットの構成が異なることを除き、他の構成は同一であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明している。

図７は、本発明の実施の形態２に係る基板検査装置の透過照明ユニットを示す断面正面図である。透過照明ユニット３１は、図７に示すように、本体３１ａに形成した凹部３１ｂに複数の蛍光灯３２が配列されており、各蛍光灯３２に反射板３３が設けられると共に、上部が拡散板３４で覆われている。ここで、反射板３３は、半円筒に成形され、両側縁が拡散板３４の下面に当接している。拡散板３４の上面には、検査対象の基板Ｓを支持する複数の支持ピン５が互いに所定の間隔をおいて複数立設されている。

このように、蛍光灯３２を光源として使用する場合、蛍光灯３２は線光源となる傾向がある。このため、蛍光灯３２が出射する照明光を拡散板３４によって拡散させることにより、実施の形態２に係る基板検査装置は、基板Ｓの下面を全面に亘って均一な明るさに照明している。

実施の形態２の基板検査装置は、上部材５ａに対して下部材５ｂを相対回転させることによりねじ穴５ｃに対するねじ５ｄの螺合量を調整する。これにより、基板Ｓは、欠陥位置において顕微鏡８に対する高さが調整され、平坦度を向上させることができる。この結果、基板検査装置１は、検査対象の基板Ｓの欠陥位置において、顕微鏡８による鮮明度の高い像を取得することができる。

また、実施の形態２の基板検査装置は、複数の支持ピン５によって基板Ｓを支持することにより、ガラス板上に基板Ｓを載置する従来に比べて複数の支持ピン５と基板Ｓとの接触面積を低減している。このため、実施の形態２の基板検査装置は、検査終了後の基板Ｓを搬出するために持ち上げた際、剥離帯電によって発生する静電気の量を従来よりも低減することができる。しかも、実施の形態２の基板検査装置は、反射板３３によって拡散板３４を支持することができ、透過照明ユニット３１が蛍光灯３２を使用するので、透過照明ユニット３よりも安価になる。

尚、実施の形態２の基板検査装置で使用する支持ピン５は、実施の形態１の支持ピン５と同様に、少なくとも先端部分が透明であればよく、例えば、上部材５ａのみを透明部材としてもよいし、スペーサによって軸線方向に沿った長さを調整するようにしてもよい。また、軸線方向に沿った長さを調整することができれば、支持ピンは、凹部５１ｂにＬＥＤからなる補助光源５２を埋設した図６に示す支持ピン５１を使用してもよい。

以上のように、本発明の基板検査装置は、剥離帯電によって発生する静電気の量を低減し、基板の平面度を出すのに有用である。

１ 基板検査装置
２ 基台
３ 透過照明ユニット
３ａ 本体
３ｂ 凹部
３ｃ 透明カバー
４ 平面光源
５ 支持ピン
５ａ 上部材
５ｂ 下部材
５ｃ ねじ穴
５ｄ ねじ
６ ガイド部材
６ａ ガイドレール
７ 門型アーム
７ａ 支柱
７ｂ 支持アーム
７ｃ ガイドレール
８ 顕微鏡
９ 制御部
３１ 透過照明ユニット
３１ａ 本体
３１ｂ 凹部
３２ 蛍光灯
３３ 反射板
３４ 拡散板
５１ 支持ピン
５１ａ 上部材
５１ｂ 凹部
５２ 補助光源
５３ 拡散板
Ｓ 基板

Claims (6)

1. 検査対象の基板を下面から照明する透過照明ユニットと、前記基板の上面に沿って移動され、前記基板の像を取得する顕微鏡とを備えた基板検査装置において、
   前記透過照明ユニットの上面に、柱状をなし、互いに所定の間隔をおいて互いの軸線と平行に複数立設され、前記基板を支持すると共に、前記軸線方向に沿った長さを調整自在な支持部材を有することを特徴とする基板検査装置。
2. 前記支持部材は、前記軸線方向に沿った中間で分割されると共に、分割された一方に、他方に形成したねじに螺合して前記軸線方向に沿った長さを調整するねじ穴が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
3. 前記支持部材は、少なくとも前記基板を支持する上部が透明であることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
4. 前記支持部材は、前記基板と当接する上部に凹部が形成され、前記凹部に埋設される補助光源を有することを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
5. 前記凹部は、前記凹部の開口に拡散板が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の基板検査装置。
6. 前記透過照明ユニットは、上面に拡散板が設けられており、
   前記各支持部材は、前記拡散板上に立設されていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。

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