JP4121662B2 - 基板検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットパネルディスプレイ(FPD)のガラス基板などの外観検査に用いられる基板検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、FPDのガラス基板などの基板検査では、ガラス基板を手で保持し、照明光の範囲で移動させながら、ガラス基板表面に照明光を当て、その反射光の光学的変化から基板表面の傷などの欠陥部を観察する外観検査を可能にする方法が知られている。
【0003】
ところで、最近、FPD用ガラス基板は、大型画面への対応と、一枚のガラス基板から複数枚の製品を得ることによる効率アップを図ることなどから、ますます大型化してきているが、このようにガラス基板が大型化すると、手で保持することは難しくなり、観察が不可能になっている。
【0004】
そこで、ガラス基板を手に代えて基板ホルダ上に載置し、この基板ホルダを移動させながらガラス基板の外観観察を行なう基板検査装置が考えられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これまでの基板検査装置では、基板ホルダの移動機構の制約などから手の保持による検査方法と比較してガラス基板移動の自由度がかなり制限され使いづらい欠点があった。
【0006】
また、従来の基板検査装置では、検査時の揺動および移動機構を達成するため、ガラス基板の載置方向が決められているが、最近では、スペースの限られた効果なクリーンルームでの利用効率アップの観点からも、いろいろな方向からの載置を可能にしたものが望まれている。
【0007】
さらにまた、ガラス基板などは、非常に精密なもので、わずかなパーティクルでも欠陥となる。一般のクリーンルームの構造として天井からエアーを床に向かって流し(ダウンフロー)、そのエアーによってパーティクルを床下に流す構造になっている。このため、装置の構造として発生するパーティクルをガラス基板に落ちないようにするため、パーティクル発生源を隔離するか、できる限りガラス基板の下に配置する必要があった。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、精度の高い被検査基板の外観検査を実現できる基板検査装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る発明は、ガラス基板に照明光を照射して前記ガラス基板上の欠陥を検査する基板検査装置において、前記ガラス基板の周縁部を支持する矩形の枠状に形成した前記ガラス基板より小さな開口を有する枠状保持部と、前記枠状保持部の開口部内に複数架設される棒状に形成された複数の補助保持部と、前記各補助保持部の上面に複数設けられ前記開口部内における前記ガラス基板の裏面を吸着保持する第1の吸着部と、前記枠状保持部の開口周縁に沿って複数設けられた前記ガラス基板の周縁部を吸着保持する第2の吸着部と、前記枠状保持部を回転可能に支持する回転支持手段と を具備したことを特徴とする基板検査装置である。
【0010】
また、請求項2記載の発明は、前記回転支持手段は、観察者に対して前記枠状保持部の対向する左右側部の中央を通る水平軸上で回転可能に支持する一対の直立枠を有することを特徴とする請求項1記載の基板検査装置である。
【0011】
また、請求項3記載の発明は、前記回転支持手段は、観察者に対して前記枠状保持部の対向する左右側部の中央を通る水平軸上で回転可能に支持する一対の直立枠及び両直立枠の間を連結する水平枠からなる架台と、この架台を前記水平枠の略中央部を垂直軸で回転可能に支持することを特徴とする請求項1記載の基板検査装置である。
また、請求項4記載の発明は、前記枠状保持部は、前記ガラス基板の4辺のうちの3辺に対応させて、前記ガラス基板より内側に突出する固定鍵部を配置し、前記ガラス基板周縁部の残る1辺に対応させて、前記ガラス基板より内側に突出する回転鍵部を配置し、前記固定鍵部と前記回転鍵部により前記ガラス基板の周縁部を挟持する基板固定部を備えたことを特徴とする請求項3に記載の基板検査装置である。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【0018】
(第1の実施の形態)
図1(a)(b)は、本発明が適用される基板検査装置の概略構成を示している。図において、1は基台で、この基台1は、直線方向に延びるガイド1aと複数の固定脚2を有する。
【0019】
このような基台1により装置本体4を支持している。装置本体4は、基台1のガイド1aに沿って移動される支持台5と、この支持台5に突設された軸部5bに複数の軸受け6aを介して回転可能に支持される筒状の回転部6を有している。
【0020】
この場合、支持台5は、複数のローラ5aを有していて、ガイド1aに沿って図示矢印方向に移動可能にしている。また、支持部5には、ガイド1aに沿った方向にシリンダ7、8を配置している。これらシリンダ7、8は、ガイド1aに沿った装置本体4の移動のために必要な力とほぼ同じ程度の動作力を有するもので、図示ない左スイッチを押しながら装置本体4を移動させることで、シリンダ7の動作力が加わって軽い力で装置本体4を図示左方向に移動可能とし、同様に、図示ない右スイッチを押しながら装置本体4を移動させることで、シリンダ8の動作力が加わって軽い力で装置本体4を図示右方向に移動可能にしている。これらスイッチを後述する基板支持台9の直立枠9a、9b、好ましくは直立枠9a、9bの取手部に設けると、スイッチの操作性をよくすることができる。
【0021】
回転部6には、基板支持架台9を設けている。この基板支持架台9は、対峙しする一対の直立枠9a、9bと、これら直立枠9a、9b間を連結する水平枠9cを有する。水平枠9cの中央部を回転部6に固定し、軸部5bを中心に回転可能になっている。
【0022】
そして、直立枠9a、9b先端部に、基板保持手段としての基板ホルダ10を設けている。この基板ホルダ10は、FPDのガラス基板などの被検査基板11周縁部をエアなどを用いて吸着保持するもので、基板ホルダ10の両側縁の中央部をフリクション機構を有する軸部12、12を介して直立枠9a、9bにX軸を中心に回転可能に支持されている。この場合、軸部12、12のフリクション機構は、図2に示すように軸部12の先端部を小径部12aに形成し、この小径部12aにバネ12bを介して直立枠9a(9b)の先端部を挿入するとともに、バネ性を有する押え板12cを介してナット12dにより締付け固定することで、基板ホルダ10を所定角度回転させた状態で、この状態を維持できる程度のフリクションを得られるようにしている。
【0023】
一方、直立枠9a、9bは、伸縮可能な構造になっていて、それぞれシリンダ13、14が埋設されている。これらシリンダ13、14は、被検査基板11を保持した基板ホルダ10の自重とバランスするような押上げ力を有するもので、これらシリンダ13、14の動作力により軽い力で基板ホルダ10を上下動できるようにしている。
【0024】
次に、このように構成した実施の形態の動作を説明する。
【0025】
最初に、基板ホルダ10を、Z軸方向に下降させた後に、X軸を中心に水平状態になるまで回転させ、装置本体4を基台1のガイド1aに沿って基板渡し位置まで移動させる。そして、図示しない基板搬送手段より基板ホルダ10上に被検査基板11を載置して図示しない位置決め部材により被検査基板11を所定位置に位置決めし、図示しない基板押え部材により吸着保持させる。
【0026】
この状態から、再び装置本体4を基台1のガイド1aに沿って外観観察のためのマクロ照明が用意された観察位置まで移動し、この照明の下で外観検査を行なう。
【0027】
基板ホルダ10をX軸を中心に回転させて被検査基板11を所定の角度に傾けるとともに、基板支持架台9の直立枠9a、9bの長さを調整して観察者の観察しやすい高さに合わせる。そして、マクロ照明下で被検査基板11上を目視し、基板表面の観察を行なうが、この場合、基板ホルダ10の側部を持って引き押しすると、装置本体4全体がZ軸を中心に回転することで、左右方向の揺動を加えながらの外観観察が可能になり、また、基板ホルダ10の上下端部を持って引き押しすると、基板ホルダ10がX軸を中心にも回転することで、上下方向の揺動を加えながらの外観観察が可能になる。
【0028】
その後、被検査基板11の検査を終了したならば、基板ホルダ10を水平状態になるまで回転させ、検査済み被検査基板11を新たな被検査基板11と取り替え、上述したと同様な動作を繰り返すようになる。
【0029】
従って、このようにすれば、被検査基板11を保持する基板ホルダ10を有する装置本体4全体を基台1のガイド1aに沿って直線移動可能にするとともに、装置本体4を回転部6を介してZ軸を中心に回転可能とし、さらに、基板ホルダ10自身もフリクション機構を有する軸部12を介してX軸を中心に回転可能に構成したので、手動による独立した操作により、基板ホルダ10上の被検査基板11に対し左右および上下の揺動を加えながら自由度の高い動きの下で、外観検査を行なうことができるようになり、精度の高い検査結果を得ることができる。
【0030】
また、基板ホルダ10のX軸中心の回転も、フリクション機構により回転途中で手を放してもその位置に停止できるようになっているので、観察者に対する安全性も十分に確保できる。
【0031】
さらに、装置本体4を基台1のガイド1aに沿って移動させる移動手段、基板支持架台9の伸縮可能な直立枠9a、9bを有する移動手段は、これら移動手段の移動負荷を緩和させるシリンダ7、8および13、14とともに、基板ホルダ10の回転中心軸Xより下方に配置されるので、これら移動手段および負荷緩和手段でパーティクルが発生しても基板ホルダ10上の被検査基板11を汚染させることがない。
【0032】
なお、上述した基板ホルダ10では、被検査基板11の周縁部をエアなどを用いて吸着することで保持するようにしているが、例えば被検査基板11が大型になる場合は、図3に示すように被検査基板11の周縁部を吸着する基板吸着部10bを有する枠部10aの他に、被検査基板11の板面を吸着する基板吸着部10bを有する補助保持部10c設けるようにすればよい。こうすれば、被検査基板11全面を平らな状態を保って保持できる。また、被検査基板11が肉厚で重量の大きなものの場合は、図4に示すように基板ホルダ10の被検査基板11周縁部に対応させて、これら周縁部を挟持する固定鍵部10dを設けるとともに、一方側縁に対応させて支持点10fにより回転可能に支持された鍵部10eを設け、最初に固定鍵部10dにより被検査基板11周縁部の三方を保持させ、この状態から回転可能な鍵部10eを回転させて残り一方を保持させるようにしている。このようにすれば、肉厚で重量の大きな被検査基板11についても、確実に保持することができる。
【0033】
(第2の実施の形態)
図5(a)(b)は、本発明の第2の実施の形態の概略構成を示すもので、図1と同一部分には、同符号を付している。
【0034】
この場合、基板ホルダ10は、回転ホルダ15を設け、この回転ホルダ15に被検査基板11を保持可能にしている。回転ホルダ15は、基板ホルダ10面で回転可能になっており、この回転中心は、X軸とZ軸の交点で、かつX軸とZ軸を有する面と垂直な軸Y上である。
【0035】
このようにすれば、基板ホルダ10上の被検査基板11は、Z軸およびX軸を中心とした回転だけでなく、Y軸を中心とした回転も得られ、さまざまな方向から外観検査を行なうことができるので、さらに精度の高い検査結果を得ることがができる。
【0036】
また、図6に示すように基板支持架台9の直立枠9a、9b先端部にフリクション機構を有する軸部12、12を介して回転可能に支持される基板ホルダ10は、被検査基板11を保持する基板保持面101が、平行になる位置まで回転された時、この基板保持面101が装置本体4の最上部に位置されるようになっており、第1の実施の形態でも同様である。
【0037】
このようにすれば、基板ホルダ10の基板保持面101周囲に障害物が何も存在せず、基板保持面101上への被検査基板11の載置方向に何らの制約を受けることがなくなるので、従来の基板の載置方向が決められてしまうような狭いスペースしか確保できないクリーンルームでも、有効に適用することができる。
【0038】
なお、上述した実施の形態では、装置本体4を複数の固定脚2で固定するようにしたが、基台1全体をキャスタを用いて移動させるようにしてもよい。このようにすれば、装置本体4を自由に移動でき、被検査基板11を収納しているカセットまたは製造ライン中とマクロ照明下の検査ステーションとの間で被検査基板11を搬送するキャリアとしても使用できる。
【0039】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、手動による独立した操作により、基板保持手段上の被検査基板に対し左右および上下の揺動を加えながら自由度の高い動きの下で、外観検査を行なうことができ、精度の高い検査結果を得ることができる。
【0040】
また、被検査基板をZ軸およびX軸を中心とした回転だけでなく、Y軸を中心とした回転も得られ、さまざまな方向から外観検査を行なうことができるので、さらに精度の高い検査結果を得ることがができる。
【0041】
さらに、基板保持手段の上方に障害物が何も存在せず、基板保持面上への被検査基板の載置方向に何らの制約を受けることがないようにできるので、従来の基板の載置方向が決められてしまうような狭いスペースしか確保できないクリーンルームでも、有効に適用することができる。
【0042】
さらにまた、移動手段および負荷緩和手段でパーティクルが発生しても基板保持手段に保持される被検査基板に影響を与えないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の概略構成を示す図。
【図2】第1の実施に用いられるフリクション機構の概略構成を示す図。
【図3】第1の実施の形態に用いられる基板ホルダの変形例を示す図。
【図4】第1の実施の形態に用いられる基板ホルダの他の変形例を示す図。
【図5】本発明の第2の実施の形態の概略構成を示す正面図。
【図6】本発明の第2の実施の形態の使用状態を示す正面図。
【符号の説明】
1…基台
1a…ガイド
2…固定脚
4…装置本体
5…支持台
5a…ローラ
5b…軸部
6…回転部
6a…軸受け
7…シリンダ
8…シリンダ
9…基板支持架台
9a、9b…直立枠
9c…水平枠
10…基板ホルダ
101…基板保持面
10a…枠部
10b…基板吸着部
10c…補助保持部
10d…固定鍵部
10e…鍵部
11…被検査基板
12…軸部
12a…小径部
12b…バネ
12c…押え板
12d…ナット
13.14…シリンダ
15…回転ホルダ
Claims (4)
- ガラス基板に照明光を照射して前記ガラス基板上の欠陥を検査する基板検査装置において、
前記ガラス基板の周縁部を支持する矩形の枠状に形成した前記ガラス基板より小さな開口を有する枠状保持部と、
前記枠状保持部の開口部内に複数架設される棒状に形成された複数の補助保持部と、
前記各補助保持部の上面に複数設けられ前記開口部内における前記ガラス基板の裏面を吸着保持する第1の吸着部と、
前記枠状保持部の開口周縁に沿って複数設けられた前記ガラス基板の周縁部を吸着保持する第2の吸着部と、
前記枠状保持部を回転可能に支持する回転支持手段と
を具備したことを特徴とする基板検査装置。 - 前記回転支持手段は、観察者に対して前記枠状保持部の対向する左右側部の中央を通る水平軸上で回転可能に支持する一対の直立枠を有することを特徴とする請求項1記載の基板検査装置。
- 前記回転支持手段は、観察者に対して前記枠状保持部の対向する左右側部の中央を通る水平軸上で回転可能に支持する一対の直立枠及び両直立枠の間を連結する水平枠からなる架台と、この架台を前記水平枠の略中央部を垂直軸で回転可能に支持することを特徴とする請求項1記載の基板検査装置。
- 前記枠状保持部は、前記ガラス基板の4辺のうちの3辺に対応させて、前記ガラス基板より内側に突出する固定鍵部を配置し、前記ガラス基板周縁部の残る1辺に対応させて、前記ガラス基板より内側に突出する回転鍵部を配置し、前記固定鍵部と前記回転鍵部により前記ガラス基板の周縁部を挟持する基板固定部を備えたことを特徴とする請求項3に記載の基板検査装置。
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