JP2013211494A

JP2013211494A - 基板検査方法及び装置

Info

Publication number: JP2013211494A
Application number: JP2012082223A
Authority: JP
Inventors: Kohei Kinugawa; 耕平衣川
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-10

Abstract

【課題】薄板化された基板にたわみがある場合でも正確な位置決めを行えるようにする。
【解決手段】基板１１２を複数のリフトピン２０によって持ち上げて、基板１１２のエッジ部にローラ２０１Ｘ，２０１Ｙを押し当てることによって基板１１２をステージ１０２上の所定位置に位置決めを行う。このとき、基板１１２のエッジ部がローラ２０１Ｘ，２０１Ｙの側面に対してほぼ垂直に接するように複数のリフトピン２０の中の基板１１２のエッジ部付近におけるリフトピン２０の高さを調整する。これによって、基板のたわみによってローラ２０１Ｘ，２０１Ｙで基板１１２の側面を押すことができなくなるという状態を回避することができ、正確な位置決めを行える。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板上の異物等を検査する検査方法及び装置に係り、特に基板の位置決めに改良を加えた基板検査方法及び装置に関する。

液晶パネルを構成するカラーフィルタ（ＣＦ）とＴＦＴ基板は、ガラス基板をベースとして作成される。作成前のガラス基板と作成されたＣＦおよびＴＦＴ基板は、欠陥の有無や付着異物等の有無を欠陥検査装置によって検査される。このとき欠陥や付着異物等の位置を特定するためには、検査光学系に対して大型ガラス基板を高精度に位置決めすることが必要となる。これに関して、特許文献１に示す方法では、位置決めローラによりガラス基板の側面を押して、ガラス基板の位置決めを行う方法が提案されている。

特開２００６−６６７４７号公報

しかしながら、近年、スマートフォン、電子ブック、携帯ゲーム機などに代表される携帯電子機器の小型基板やＴＶ用・ＰＣ用向けの大型基板において軽量化の要求が高まっており、基板の薄板化が進んでいる。ここで問題となるのが、薄板化に伴う基板たわみ等への対応である。これまでの装置では、ステージ上の基板位置に合わせたローラではガラス基板のたわみによってローラ側面を押すことができなくなる状態が発生するという問題点が浮上した。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、薄板化された基板にたわみがある場合でも正確な位置決めを行える基板検査方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明に係る基板検査方法の第１の特徴は、矩形状基板を複数のリフトピン手段によって持ち上げて、前記矩形状基板のエッジ部にローラ手段を押し当てることによって前記矩形状基板をステージ上の所定位置に位置決めを行い、前記ステージ上に載置された前記矩形状基板に対して光学系ユニット手段をＸ方向及びＹ方向に相対的にシフト移動させることによって前記矩形状基板の表面を検査する基板検査方法において、前記矩形状基板のエッジ部が前記ローラ手段の側面に対してほぼ垂直に接するように前記複数のリフトピン手段の中の前記矩形状基板のエッジ部付近におけるリフトピン手段の高さを調整することにある。これは、リフトピン手段によって持ち上げられた矩形状基板のエッジ部にローラ手段を押し当てることによって矩形状基板をステージ上の所定位置に位置決めする際に、薄板化した矩形状基板がたわんだ場合でもリフトピン手段を用いて矩形状基板のエッジ部付近の高さを調整することによって、ローラ手段の側面に矩形状基板のエッジ部がほぼ垂直に接触するようにした。これによって、薄板化した基板にたわみがある場合でも正確な位置決めを行うことができる。

本発明に係る基板検査方法の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の基板検査方法において、高さを調整されるリフトピン手段を流体圧の流入されるシリンダ部と、前記シリンダ部への流体圧の流入によって移動するピストン部及びピストンロッド部とで構成することにある。これは、高さを調整されるリフトピン手段がシリンダ内を往復するピストン及びピストンロッドからなる点を明確にしたものである。

本発明に係る基板検査方法の第３の特徴は、前記第１又は第２の特徴に記載の基板検査方法において、前記検査ステージ手段が前記矩形状基板を前記リフトピン手段によって持ち上げてＸ方向及びＹ方向にシフト移動させると共に回転移動させることによってステージ上の所定位置に位置決めを行うことにある。これは、矩形状基板を持ち上げて位置決めするリフトピン手段の動作をより具体的にしたものである。

本発明に係る基板検査装置の第１の特徴は、矩形状基板を複数のリフトピン手段によって持ち上げて、前記矩形状基板のエッジ部にローラ手段を押し当てることによって前記矩形状基板をステージ上の所定位置に位置決めを行う検査ステージ手段と、前記検査ステージ手段上に載置された前記矩形状基板に対して相対的にＸ方向及びＹ方向にシフト移動することによって前記矩形状基板の表面を検査する光学系ユニット手段と、前記矩形状基板のエッジ部が前記ローラ手段の側面に対してほぼ垂直に接するように前記複数のリフトピン手段の中の前記矩形状基板のエッジ部付近におけるリフトピンの高さを調整する高さ調整手段とを備えたことにある。これは、前記基板検査方法の第１の特徴に対応した基板検査装置の発明である。

本発明に係る基板検査装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の基板検査装置において、高さを調整されるリフトピン手段を流体圧の流入されるシリンダ部と、前記シリンダ部への流体圧の流入によって移動するピストン部及びピストンロッド部とで構成したことにある。これは、前記基板検査方法の第２の特徴に対応した基板検査装置の発明である。

本発明に係る基板検査装置の第３の特徴は、前記第１又は第２の特徴に記載の基板検査装置において、前記検査ステージ手段は、前記矩形状基板を前記リフトピン手段によって持ち上げてＸ方向及びＹ方向にシフト移動させると共に回転移動させることによって前記ステージ上の所定位置に位置決めすることにある。これは、前記基板検査方法の第３の特徴に対応した基板検査装置の発明である。

本発明によれば、薄板化された基板にたわみがある場合でも正確な位置決めを行うことができるという効果がある。

本発明の一実施の形態に係る基板検査装置の概略構成図を示す図である。図１の基板検査装置を紙面手前方向から見た側面図である。図１及び図２の位置決め部の詳細構成を示す図である。図２及び図３のリフトピンの詳細構成を示す図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る基板検査装置１００の概略構成図を示す図である。図２は、図１の基板検査装置を紙面手前方向から見た側面図である。基板検査装置１００は、主に本体フレーム１０１、検査ステージ１０２、光学フレーム１０３、及びこれらを制御する制御部３０から構成される。本体フレーム１０１は、角パイプを組み合わせられた構造をしており、基板検査装置１００のベースを構成する。本体フレーム１０１の上面の両端部には、リニアガイドレール１１０がＸ方向に沿ってそれぞれ２本ずつ取り付けられている。本体フレーム１０１の両サイドと前後方向の４面にフレームが配置されており、これによって検査ステージ１０２が本体フレーム１０１内部を移動可能となっている。

検査ステージ１０２は、Ｘ方向に沿った短冊状の載置バーによって凹凸が形成されている。載置バーは、検査ステージ１０２のＹ方向に等間隔（５０〜１００ミリ間隔）で複数列配置されている。検査ステージ１０２の下側であって、Ｙ方向に渡って設けられた４本の脚部９９がリニアガイドレール１１０に移動可能に連結される。これによって検査ステージ１０２はＸ方向に自在に移動することができる。また、検査ステージ１０２の前方には２個の位置決めユニット１０４ａが、検査ステージ１０２の後方には１個の位置決めユニット１０４ｂがそれぞれ設置されている。

光学フレーム１０３は、図２に示すように門型の構造になっており、その中央部に光学ヘッド１０６〜１０８を有する。光学ヘッド１０６〜１０８は、光学駆動部１０９によってＹ方向に移動制御される。光学ヘッド１０６〜１０８は、基板１１２表面の欠陥や異物の検査を行うものである。また、光学フレーム１０３の下側に延びた脚部９７は、本体フレーム１０１の上面両側に取り付けられたリニアガイド１１０に移動可能に連結されている。従って、光学フレーム１０３は、側面に取り付けられた光学駆動部９８によって本体フレーム１０１上をＸ方向に移動制御される。検査ステージ１０２、光学フレーム１０３及び光学ヘッド１０６〜１０８は、それぞれＸ方向及びＹ方向へと相対的に矩形状に走査されることによって、基板１１２表面の欠陥や異物の検査を行うことができるようになっている。この検査は、検査光を基板の表面又は内部に照射し、散乱された散乱光を受光することによって行われる。このとき光学ヘッド１０６〜１０８が基板１１２の表面や内部を検査できるのは、検査ステージ１０２の載置バー間の凹み部分のみである。そのために、一度走査を完了したら基板１１２をずらして残りの部分を検査している。

基板検査装置１００は、図示していない上流の処理装置からロボットによって基板１１２の供給を受ける。検査ステージ１０２には、ガラスを持ち上げる為のリフトピン２０を通過させるための複数の穴が設けられている。検査ステージ１０２の下部には、リフトピン２０を上下させるリフタユニット基台２１４，２１５が設けられている。リフタユニット基台２１４，２１５は、リフタ上下基台２２３のボールベアリング（図示せず）上に乗っており、Ｙ方向に自由に移動可能になっている。

リフタ上下基台２２３の左側下部の脚部２３０は、本体フレーム１０１の両端に取り付けられたリニアガイド２１０に移動可能に連結されている。リフタ上下基台２２３の右側下部の脚部２３１は、検査ステージ駆動モータ１１１によって回転制御されるボールねじ２１８に連結されている。リフタ上下基台２２３は、検査ステージ駆動モータ１１１の駆動によってＸ方向に移動される。リフタ上下基台２２３のＹ方向の移動は、リフタ上下基台２２３に取り付けられているＹ方向アライメントモータ（図示せず）によって行われる。リフタユニット基台２１５の上下方向の移動は、リフト部１０５によって行われる。このリフト部１０５は、図示していないリフタ上下モータと、これに連結される回転制御されるボールねじとを備えている。このリフタ上下モータの駆動によって、リフタユニット基台２１５は上下方向に移動制御される。リフタユニット基台２１５を上昇させることでリフトピン２０も上昇し、検査ステージ１０２上の基板１１２を載置バーから離反するように持ち上げ、アライメント及び検査動作時における基板１１２のシフト動作を行うことができるようになっている。上流から供給された基板１１２は、検査ステージ１０２の開口部から突き出されたリフトピン２０の先端部上に設置される。

図３は、図１及び図２の位置決め部の詳細構成を示す図である。図３では、位置決めユニット１０４ａ付近を拡大して示してある。図３では基板１１２は、一点鎖線で示してある。基板１１２は、リフトピン２０上に設置された後、リフトピン２０の下降によって検査ステージ１０２の載置バー上に載置される。次に、基板１１２をリフトピン２０によって検査ステージ１０２から数［ｍｍ］上昇させ、位置決め動作に移る。この位置決め動作では、検査ステージ１０２のＸ方向前方に設置された２つの位置決めユニット１０４ａが基板１１２のサイズに合わせた位置に移動して行う。移動後に位置決めユニット１０４ａの下部に設けられたローラ２０１Ｘ，２０１Ｙによって基板１１２をチャックする。位置決めユニット１０４ａは、連結部２０４ａを介してリニアガイドレール２０４に連結されている。位置決めユニット１０４ａは、このリニアガイドレール２０４に沿って基板検査装置１００の中央方向へ移動制御される。また、ローラ２０１Ｘ，２０１Ｙは、基板１１２の隅をチャックできるようにするため、位置決めユニット１０４ａの下側にＬ字型となるように２つ取り付けられている。これによって、基板１１２を基板検査装置１００に対してセンターへ位置決めすることができ、Ｙ方向の位置決めが完了となる。

次に、位置決めユニット１０４ｂが検査ステージのＸ方向前方に移動し、位置決めユニット１０４ｂに取り付けられたローラで基板１１２を押し出す。これにより、基板１１２が位置決めユニット１０４ａのローラ２０１Ｘに接触するところまで押し出され、Ｘ方向の位置決めが完了となる。一連の位置決め完了後、リフト部１０５が下降し、基板１１２は検査ステージ１０２に設置される。

基板１１２の厚さが薄く基板１１２のたわみが大きい場合、ローラ２０１Ｘ，２０１Ｙよりも基板１１２の端部が下側になることがある。このため、ローラ２０１による基板１１２のチャックがうまくいかず正確な位置決めが行えないことがある。そこで、検査ステージ１０２上に基板１１２までの高さを検出するレーザセンサ２０２を配置する。基板１１２の板厚が薄い場合、基板１１２のたわみが大きくなるためにレーザセンサ２０２の計測結果、載置バーから基板１１２までの高さが所定値以下であるということが検出される。レーザセンサ２０２からこの所定値以下であるという検出信号が出力されると、リフトピン２０の密閉室に流体が送り込まれ、流体の圧力よってリフトピン２０の先端部が上昇する。これによって基板１１２のたわみが矯正され、基板１１２の端部がローラ２０１によってチャック可能となり、正確な位置決めを行うことができるようになる。また、リニアガイドレール２０４上をローラ２０１がスライドすることでガラスサイズが変更した場合もアライメントが可能となる。

図４は、図２及び図３のリフトピンの詳細構成を示す図である。図４を用いてリフトピン２０に流体が送り込まれたときのピンの上昇機構について説明する。この上昇機構が不要な場合は、リフトピン２０は単なる棒でよいが、本実施の形態に係るリフトピン２０は流体圧の流入されるシリンダ２０ａと流体圧の流入によって移動するピストン２０ｂ及びピストンロッド２０ｃから構成されている。シリンダ２０ａ内には、バネ２０ｄがピストン２０ｂの下端部に接続され、ピストン２０ｂをシリンダ２０ａ内に収縮させるように作用している。この状態でシリンダ２０ａ内に流体が送り込まれると、シリンダ２０ａの内部の圧力とバネ２０ｄによる収縮力とを一定にするためにピストン２０ｂすなわちピストンロッド２０ｃが上昇する。これにより、基板１１２のたわみを矯正し、ローラ２０１によるチャックが可能となる。

１００…基板検査装置、
１０１…本体フレーム、
１０２…検査ステージ、
１０３…光学フレーム、
１０４ａ…位置決めユニット、
１０５…リフト部、
１０６〜１０８…光学ヘッド、
１０９…光学駆動部、
１１０…リニアガイドレール、
１１１…検査ステージ駆動モータ、
１１２…基板、
２０…リフトピン、
２０ａ…シリンダ、
２０ｂ…ピストン、
２０ｃ…ピストンロッド、
２０ｄ…バネ、
２０１…ローラ、
２０１Ｘ，２００Ｙ…ローラ、
２０２…レーザセンサ、
２０４…リニアガイドレール、
２０４ａ…連結部、
２１０…リニアガイド、
２１４，２１５…リフタユニット基台、
２２３…リフタ上下基台、
２３０，２３１…脚部、
３０…制御部、
９７…脚部、
９８…光学駆動部、
９９…脚部

Claims

矩形状基板を複数のリフトピン手段によって持ち上げて、前記矩形状基板のエッジ部にローラ手段を押し当てることによって前記矩形状基板をステージ上の所定位置に位置決めを行い、前記ステージ上に載置された前記矩形状基板に対して光学系ユニット手段をＸ方向及びＹ方向に相対的にシフト移動させることによって前記矩形状基板の表面を検査する基板検査方法において、前記矩形状基板のエッジ部が前記ローラ手段の側面に対してほぼ垂直に接するように前記複数のリフトピン手段の中の前記矩形状基板のエッジ部付近におけるリフトピン手段の高さを調整することを特徴とする基板検査方法。
請求項１に記載の基板検査方法において、高さを調整されるリフトピン手段を、流体圧の流入されるシリンダ部と、前記シリンダ部への流体圧の流入によって移動するピストン部及びピストンロッド部とで構成することを特徴とする基板検査方法。
請求項１又は２に記載の基板検査方法において、前記矩形状基板を前記リフトピン手段によって持ち上げてＸ方向及びＹ方向にシフト移動させると共に回転移動させることによって前記ステージ上の所定位置に位置決めを行うことを特徴とする基板検査方法。
矩形状基板を複数のリフトピン手段によって持ち上げて、前記矩形状基板のエッジ部にローラ手段を押し当てることによって前記矩形状基板をステージ上の所定位置に位置決めを行う検査ステージ手段と、
前記検査ステージ手段上に載置された前記矩形状基板に対して相対的にＸ方向及びＹ方向にシフト移動することによって前記矩形状基板の表面を検査する光学系ユニット手段と、
前記矩形状基板のエッジ部が前記ローラ手段の側面に対してほぼ垂直に接するように前記複数のリフトピン手段の中の前記矩形状基板のエッジ部付近におけるリフトピンの高さを調整する高さ調整手段と
を備えたことを特徴とする基板検査装置。
請求項４に記載の基板検査装置において、高さを調整されるリフトピン手段を流体圧の流入されるシリンダ部と、前記シリンダ部への流体圧の流入によって移動するピストン部及びピストンロッド部とから構成されることを特徴とする基板検査装置。
請求項４又は５に記載の基板検査装置において、前記検査ステージ手段は、前記矩形状基板を前記リフトピン手段によって持ち上げてＸ方向及びＹ方向にシフト移動させると共に回転移動させることによって前記ステージ上の所定位置に位置決めすることを特徴とする基板検査装置。