JP3590170B2 - 基板搬送装置及びこれを用いた基板外観検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや液晶ガラス基板等の大型基板を搬送する基板搬送装置と、この搬送装置から搬送される大型基板の外観検査に用いられる基板外観検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハや液晶ガラス板等の大型基板(以下、単に基板と称する)の外観検査を行なうための装置として、特開平5−109849に示すような構成のものを使用していた。図4ははその斜視図であり、基板外観検査装置1は、検査装置本体2の後方に配置され、例えば液晶ガラス板や半導体ウエハ等の複数枚の基板3を収納可能な収納装置4と、基板3の目視検査を行なう検査装置5と、検査装置本体2の前方に配置され、この検査装置本体2を操作する操作部6とを備えている。
【0003】
収納装置4は、複数枚の基板3を所定の間隔で水平方向に並列させて配置可能なキャリア7を備えており、このキャリア7に配置された複数枚の基板3の間の空間に吸着保持アーム8を挿入し、吸着保持アーム8で基板3を吸着保持させ水平状態のままキャリア7から引抜き、観察位置に基板3を移動させる。
【0004】
吸着保持アーム8は、基板3を保持したまま観察位置にてその先端側が持ち上げられ、基板3を傾斜させるもので、基板3が規定された角度まで傾斜された時点で吸着保持アーム8が停止し、検査装置本体2の上部に配置された光源9,9から光が出射される。光源9,9から出射された光は、反射鏡10,10を介して観察位置の基板3上に照射される。この状態で、基板3を保持した吸着保持アーム8が回転、揺動する。操作部6側に位置している観察者は、基板3の上面から反射される反射光の変化によって、基板3の損傷部分を視認することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図4の基板外観検査装置1では、キャリア7に基板3を水平に配置している。そのため、基板3の大型化や薄型化に伴い、キャリア7内で基板3に重力方向の撓みを生じ、吸着保持アーム8を各基板3間の空間に挿入する際に基板3と吸着保持アーム8とが干渉して基板3が破損してしまう危険がある。そこで、基板3の撓みを考慮した上で、なお基板3同士の配置間隔を従来と同寸法とするためには、吸着保持アーム8をより薄型化する必要がある。
【0006】
しかしながら、吸着保持アーム8を薄型化すると、吸着保持アーム8の強度が低下し、キャリア7に挿入する際にアーム面が撓んでしまい、基板3を確実に吸着保持することができなくなってしまう可能性を生じる。
【0007】
さらに、観察時には吸着保持アーム8の先端側を持ち上げた片持梁で基板3を揺動させるので、吸着保持アーム8が薄型化すると、揺動時に吸着保持アーム8自体が振動してしまうことになる。そして、この吸着保持アーム8の振動を抑制するためには、基板3を揺動する速度を低下させ、慣性モーメントを小さくさせる必要が生じるが、これはそのまま基板観察のタクト時間を大幅に悪化させてしまうことになる。
【0008】本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、検査対象の基板が大型化、薄型化しても確実に基板を保持して搬送できる基板搬送装置と、短時間で検査を行うことが可能な基板外観検査装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、複数の大型又は薄型の基板を重力加重による撓み量が小さくなるように前記基板の搬出入方向と交差する横方向に一定角度に傾けて収納する収納部と、 この収納部の開口部側に位置し、この収納部内に進退して前記基板を保持して搬出・搬入する基板保持アームと、 この基板保持アームを前記収納部内に進退させる際に前記収納部内に収納された前記基板の傾きと平行になるように回転させる回転機構と、 前記基板保持アームを前記収納部内に進退自在に直線移動させる直動機構とを備え、前記基板保持アームにより前記基板を一定角度に傾けた状態で吸着保持し搬送する基板搬送装置である。
【0010】
請求項4記載の発明は、複数の大型又は薄型の基板を重力加重による撓み量が小さくなるように前記基板の搬出入方向と交差する横方向に一定角度に傾けて収納する収納部と、この収納部の開口部側に位置し、この収納部内に進退して前記基板を保持して搬出・搬入する基板保持アームと、この基板保持アームを前記収納部に進退させる際に前記収納部に収納された前記基板の傾きと平行になるように回転させる回転機構と、前記基板保持アームを前記収納部内に収納された前記基板を取り出すため直線直線移動させる直動機構とからなる基板搬送装置を備え、前記収納部から離間する検査位置に、前記基板を前記基板保持アームにより一定の角度傾けて搬送し、この基板を傾けた状態で基板面の上方から照明光を照射して基板面の検査を行う基板外観検査部を前記基板搬送装置に併設した基板外観検査装置である。
【0011】
請求項1記載の基板搬送装置は、大型又は薄型の基板を重力加重による撓み量が小さくなるように前記基板の搬出入方向と交差する横方向に一定角度に傾けて収納することで、基板の自重による撓みが生じ難くなり、その結果、収納部に収納される基板間の間隔も充分に確保され、基板を確実に吸着保持し傾斜した状態で搬送することができる。
【0012】
請求項4記載の基板外観検査装置は、基板搬送装置から基板を傾けた状態で基板外観検査部に搬入されるため、重力加重による撓みの影響が小さい状態で基板を安定して搬送できると共に、収納部から搬送される基板がすでに検査できる傾斜角度に設定されているために搬送された状態で検査ができ検査時間を短縮することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態に係る基板外観検査装置を図面を参照して説明する。
図1は全体の外観構成を示すものであり、基板外観検査装置11は、複数枚の基板12をそれぞれ水平状態から一定角度だけ傾けて並列に収納可能な収納装置13と、この基板外観検査装置11を操作する操作装置14と、収納装置13に収納された基板12を吸着保持する基板保持装置15と、基板保持装置15に保持された基板12を照明する照明装置16とを備えている。
【0016】
図2は上記収納装置13のより詳細な構成を示すもので、収納装置13は複数枚の基板12を所定の間隔で並列に配置して収納するキャリア17と、このキャリア17を載置、保持する保持台18と、この保持台18を昇降させる昇降機構19を備えている。
【0017】
そして、昇降機構19は、動力を発生させるサーボモータ20と、このサーボモータ20の駆動力を昇降力伝達ロッド22に伝達させる伝達ベルト21を備えている。
【0018】
サーボモータ20を正逆方向に回転させると、その駆動力が伝達ベルト21を介して昇降力伝達ロッド22に伝わり、昇降力伝達ロッド22がその軸を中心に回転する。この昇降力伝達ロッド22の回転に伴って保持台18が昇降力伝達ロッド22の軸方向と平行に昇降移動する。
【0019】次に主として収納装置13と基板保持装置15とからなる基板搬送装置の詳細な構成について図3により説明する。同図において、基板保持装置15はキャリア17に収納された複数の基板12間の空間に挿入可能な厚さを有する吸着保持アーム23と、この吸着保持アーム23を回動させるサーボモータ24と、このサーボモータ24と吸着保持アーム23とを保持するアーム保持台25とを有する。
【0020】
また、このアーム保持台25を介して吸着保持アーム23をキャリア17内の基板12に対して挿入/離脱させるための動力源としてのサーボモータ26と、このサーボモータ26の駆動力を一対のアーム移動力伝達ロッド27,27に伝達させる伝達ベルト28,28を備えている。
【0021】
サーボモータ26を正逆方向に回転させると、その駆動力が伝達ベルト28,28を介してアーム移動力伝達ロッド27,27に伝わり、アーム移動力伝達ロッド27,27が共にその軸を中心に回転する。このアーム移動力伝達ロッド27,27の回転に伴ってアーム保持台25がアーム移動力伝達ロッド27,27の軸方向と平行に前後移動することで、吸着保持アーム23がキャリア17に収納された基板12間の空間に挿脱される。
【0022】
吸着保持アーム23は、その上面側に少なくとも3点の吸着パッド29が設けられており、これら吸着パッド29は吸引通路を介して図示しない吸引ポンプに連通されている。
【0023】
吸着保持アーム23をキャリア17に収納された基板12間の空間に挿入して上記吸着パッド29により1枚の基板12をその裏面より吸着保持する場合、上記吸引ポンプの吸引力により吸着保持アーム23上に基板12を安定且つ確実に吸着、保持するするため、吸着保持アーム23を回動させたとしても基板12が吸着保持アーム23から滑り落ちることはない。
【0024】
上記のような構成にあってその動作について説明する。
まずサーボモータ20が正方向に回転駆動されることで、キャリア17内に収納された複数枚の基板12のうち検査対象とされるものの裏面が吸着保持アーム23の上面より若干高い位置となるようにキャリア17を所定量だけ下降移動させる。キャリア17が所定の位置にセットされた時点でサーボモータ20の回転が停止される。
【0025】
次にサーボモータ26が回転駆動されることでアーム保持台25がキャリア17に接近する方向に移動し、これに連れてアーム保持台25に支持される吸着保持アーム23がキャリア17内の基板12と平行に保たれたまま、規定量だけキャリア17内に挿入され、その時点でサーボモータ26の回転が停止される。
【0026】
次いで、サーボモータ20が再び正方向に回転駆動されることで、吸着保持アーム23の上面がキャリア17内の検査対象とされる基板12を所定位置まで持ち上げて、サーボモータ20が停止される。
【0027】
これと同時に、上述した吸引ポンプが作動して基板12の裏面を吸着保持アーム23上面に設けられた各吸着パッド29が吸着、保持する。こうして基板12を吸着保持アーム23が吸着、保持したままの状態でサーボモータ26が上記とは逆の方向に回転駆動されることで、アーム保持台25及び吸着保持アーム23がキャリア17から離間する方向に移動し、基板12をキャリア17から引き出す。この基板12がキャリア17から完全に引き出されたキャリア17の近傍の検査位置となった時点でサーボモータ26の回転による移動が停止される。この検査位置の上方に照明装置16が配置され、この検査位置が検査部となる。
【0028】
次に、この検査部に基板12が搬送されると、サーボモータ24が回転駆動されることで吸着保持アーム23が回動して、保持している基板12の傾斜角を規定量だけ減増する。例えば、基板12が規定の傾斜角となった時点で検査位置(検査部)の上部に配置された照明装置16から光が出射され、基板12上に照射される。
【0029】
操作装置14の側に位置している観察者は、基板12からの反射光の変化によって損傷部分の有無を確認することができる。
基板12を収納するキャリア17は予め水平状態から傾いて配置され、基板12がキャリア17から引き出された時点ですでにその検査面が観察できるようにキャリア17の設定角度(収納される基板の収納角度)を検査時の基板12の傾斜角度にほぼ一致させる。
【0030】
このような構成をとることにより、サーボモータ24の回転駆動によりさらに吸着保持アーム23に保持されている基板12を回動させるための時間を節約することができるので、検査に要するタクト時間を短縮することができる。
【0031】
また、基板12を収納するキャリア17が水平状態から一定の角度だけ傾いて配置されていることで、基板12の寸法が大型化し、あるいは基板12が薄型化されてその自重により撓みやすいものであっても、キャリア17内に収納している状態では基板の重力加重の垂直方向と水平方向のベクトル成分が分散されるため、水平に収納された状態に比べて撓み量が著しく小さくなる。
【0032】
そのため、キャリア17内に収納された各基板12間の間隔を十分に確保することが可能となり、吸着保持アーム23がキャリア17内に挿入された時に吸着保持アーム23と基板12とが物理的に干渉することがなくなると共に、吸着保持アーム23を薄型化する必要がなくその機械的な強度に制約を受けることがない。
【0033】
しかして、外観検査が終了すると、上記キャリア17から基板12を引出して検査状態に傾けた場合とは逆の工程で上記サーボモータ24,26及び20が回転駆動され、検査を終えた基板12が吸着保持アーム23によりキャリア17内に戻される。
【0034】
上記のような工程を順次繰返すことによって、キャリア17に収納された複数枚の基板12の外観検査が順次実行される。なお、基板検査項目により基板を回動または揺動させて検査できることはいうまでもない。
【0035】
なお、本発明は上記実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形することが可能である。
例えば、キャリア17を傾けて配置する角度を検査時に基板12を傾ける角度と一致させるようにすれば、サーボモータ24を含む回動機構を省略して基板外観検査装置11をよりコンパクトなものとすることができると共に、検査時にキャリア17から引き出した基板12を検査位置でさらに傾斜角を変えるべく回動する時間がまったく必要なくなるので、検査に要するタクト時間をより大幅に短縮することができる。
【0036】
また、キャリア17を垂直に配置し、このキャリア17内に大型基板を水平状態から一定角度傾けて収納することもでき、この場合はキャリア17を垂直方向に昇降できるので、水平方向における重心移動がなく、かつ横方向に大きく突出しないため、安定な動作を確保し、小型化を図ることができる。
【0037】
【発明の効果】
以上に述べた如く本発明によれば、検査対象の基板が大型化、薄型化しても確実に基板を保持して搬送できる基板搬送装置と、短時間で検査を行うことが可能な基板外観検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係る基板外観検査装置全体の外観構成を示す斜視図。
【図2】同実施の形態に係る収納装置
【図3】同実施の形態に係る
【図4】従来の基板外観検査装置の構成を例示する斜視図。
【符号の説明】
1,11…基板外観検査装置
2…検査装置本体
3,12…基板
4,13…収納装置
5…検査装置
6…操作部
7,17…キャリア
8,23…吸着保持アーム
9…光源
10…反射鏡
14…操作装置
15…基板保持装置
16…照明装置
18…保持台
19…昇降機構
20…サーボモータ
21,28…伝達ベルト
22…昇降力伝達ロッド
23…吸着保持アーム
24,26…サーボモータ
25…アーム保持台
27…アーム移動力伝達ロッド
29…吸着パッド
Claims (5)
- 複数の大型又は薄型の基板を重力加重による撓み量が小さくなるように前記基板の搬出入方向と交差する横方向に一定角度に傾けて収納する収納部と、
この収納部の開口部側に位置し、この収納部内に進退して前記基板を保持して搬出・搬入する基板保持アームと、
この基板保持アームを前記収納部内に進退させる際に前記収納部内に収納された前記基板の傾きと平行になるように回転させる回転機構と、
前記基板保持アームを前記収納部内に進退自在に直線移動させる直動機構とを備え、
前記基板保持アームにより前記基板を一定角度に傾けた状態で吸着保持し搬送することを特徴とする基板搬送装置。 - 前記収納部は、前記複数の大型又は薄型の基板を並列に収納し、この収納部を前記基板の搬出入方向と交差する横方向に前記各基板が重力加重により撓み量が小さくなる一定角度に傾けて保持台に載置することを特徴とする請求項1記載の基板搬送装置。
- 前記収納部は、前記複数の大型又は薄型の基板が重力加重により撓み量が小さくなるように前記基板の搬出入方向と交差する横方向に一定角度に傾けて並列に収納し、この収納部を垂直に保持台に載置することを特徴とする請求項1記載の基板搬送装置。
- 複数の大型又は薄型の基板を重力加重による撓み量が小さくなるように前記基板の搬出入方向と交差する横方向に一定角度に傾けて収納する収納部と、
この収納部の開口部側に位置し、この収納部内に進退して前記基板を保持して搬出・搬入する基板保持アームと、
この基板保持アームを前記収納部に進退させる際に前記収納部に収納された前記基板の傾きと平行になるように回転させる回転機構と
前記基板保持アームを前記収納部内に収納された前記基板を取り出すため直線直線移動させる直動機構とからなる基板搬送装置を備え、
前記収納部から離間する検査位置に、前記基板を前記基板保持アームにより一定の角度傾けて搬送し、この基板を傾けた状態で基板面の上方から照明光を照射して基板面の検査を行う基板外観検査部を前記基板搬送装置に併設したことを特徴とする基板外観検査装置。 - 前記収納部は、前記基板外観検査部の検査時の基板傾斜角度と略一致する傾斜角度に設定され、前記基板保持アームにより前記基板を傾斜した状態で前記検査位置に搬送し、保持している前記基板を前記基板の傾斜角度を前記回転機構により規定量だけ増減するように回動させて前記基板からの反射光の変化を目視により観察することを特徴とする請求項4記載の基板外観検査装置。
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