JP4546066B2

JP4546066B2 - 基板の位置決め方法及びこの方法を用いた検査装置

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Publication number: JP4546066B2
Application number: JP2003386369A
Authority: JP
Inventors: 正吾小菅; 潔伊従; 美智男久木原; 重信大塚
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2023-11-17
Also published as: JP2004186681A

Description

本発明は、基板の位置決め方法及びこの方法を用いた検査装置に関し、特に自動線幅測定装置等の検査装置における高精度基板の位置決め方法及びこの方法を用いた検査装置に関するものである。

従来の基板の位置決め方法を以下に述べる。
図３によって、従来の基板の位置決め方法を説明する。
LCD（ Liquid Crystal Display ：液晶ディスプレイ）基板や PDP（ Plasma Display Panel ）等の FPD（ Flat Panel Display ）、及び、半導体ウェハ等の各種基板、並びに、それらのリソグラフィに使用するマスク基板等は、蒸着・エッチング等の膜製造技術を用いて製作される。しかし、これによって基板上に形成される電極パターンや配線パターンについて、製造途中並びに製造の最終工程で、その良否を判定する必要がある。これは、後工程に不良品を流さないために必要な手段である。そのために、形成されたパターンの寸法や形成位置が所定の範囲内にあるか否かを測定することが必要となる。図３は、上記のような基板の線幅を測定するための従来の線幅測定装置の構成の一例を示すブロック図である。

LCD 基板等の検査対象物 1 は、基板クランプ台 2 でその裏面を吸着されることによって固定されている。尚、基板クランプ台 2 は、図示しない真空ポンプ等で検査対象物 1 の裏面を吸着する、所謂真空チャックの構造になっている。基板クランプ台 2 は、除振台 5 上に配置された Y 軸移動ステージ 4 と X 軸移動ステージ 3 の上に設けられている。検査対象物 1 は、X 軸移動ステージ 3 と Y 軸移動ステージ 4 とをそれぞれ、X 軸方向、Y 軸方向に動かすことによって、X 、Y 平面内を移動でき、検査対象物 1 内の所定の位置を光学顕微鏡 8 で観察することができる。所定の位置とは、例えば、配線パターンが形成された所定の位置の線幅を測定し、製品または半製品の良否を判定するもので、前もって定められる位置である。

X 軸移動ステージ 3 と Y 軸移動ステージ 4 は、それぞれ、測定制御部 16 によって手動または自動的に操作され、所定の位置が光学顕微鏡 8 の視野に入るように制御される。検査対象物 1 の検査項目は、例えば、自動線幅測定装置の場合は、それらの基板上に形成された電極パターンや配線パターンの線幅や間隔の測定及び、それら電極パターンや配線パターン間のずれ量等である。

照明光源 6 は、ライトガイド 9 で光を光学顕微鏡 8 に導入する。導入された光は検査対物レンズ 11 を介し検査対象物 1 に投射される。投射された光は検査対象物 1 で反射し、その反射光が検査対物レンズ 11 、中間レンズ 14 を介し、カメラ 15 に入射される。カメラ 15 は、入射光を電気信号に変換して測定制御部 16 に出力する。なおこの光は、可視光、赤外線、紫外線、等であり、カメラ 15 はこれらの光を電気信号に変換できる CCD（ Charge Coupled Device ）等の撮像素子である。

変倍機構（レボルバ）10 は、目的に応じて検査対物レンズ 11 を予備アライメント用対物レンズ 12 と交換できるような機構になっている。光軸（ Z 軸）移動ステージ 13 は、検査対物レンズ 11 の焦点距離を合焦点位置に調節するために、検査対物レンズ 11 を装着した光学顕微鏡 8 全体を光軸（ Z 軸）方向に移動するためのものである。中間レンズ 14 は、検査対物レンズ 11 からの像を拡大してカメラ 15 に投影するものである。カメラ 15 が撮像した映像は、測定制御部（検査制御部）16 内の画像処理部 161 に入力される。

光軸（ Z 軸）移動制御部 162 は、検査対物レンズ 11 の焦点距離を適正に調節するために、検査対物レンズ 11 を装着した光学顕微鏡 8 全体を光軸（ Z 軸）方向に移動させるための焦点距離制御部である。尚、焦点距離制御部 162 は、画像処理部 161 からの信号に基づいてオートフォーカス制御する機能も有している。CPU 163 は、測定制御部（検査制御部）16 を制御するプログラムを有し、線幅測定装置を動かす。CPU 163 は、焦点距離制御部 162 、画像処理部 161 、XY 移動制御部 7 を制御するプログラムを有する。XY 移動制御部 7 内には、X 軸移動ステージ3 と Y 軸移動ステージ 4 を移動させる移動制御部 71 、基板クランプ台 2 上で基板 1 を押し当てローラ 203 、204 、212 で基準ローラ201 、202 、211 に押し当て基板 1 を固定する基板を押し当て制御部 72 、基板 1 の裏面を基板クランプ台 2 に吸着させる基板裏面吸着制御部 73 と基板 1 を基板搬送ハンド 18 から基板クランプ台 2 に受取りための基板受取りピン上下制御部 74 からなる。CRT 17 は、画像及び操作スイッチが表示されるモニタ画面であり、マウス等のポインティングデバイスを GUI（ Graphical user interface ）によって操作者が操作することができる。
検査対象物の基板 1 は、基板搬送ハンド 18 で搬送され、基板クランプ台 2 上に載置される。図３では、基板搬送ハンド 18 が左右（両矢印の方向）に動き、基板 1 を搬送する。尚、詳細は図５による。

図５は、基板 1 の搬送方法を説明する図である。図５において、図５（ a ）は平面図、図５（ b ）は側面図である。Y 軸移動ステージ 4 と X 軸移動ステージ 3 の所定位置まで、基板搬送ハンド 1 8 によって基板 1 が搬送される（図３の基板 1 参照）。次に、基板受取り位置で、基板クランプ台 2 の４点の穴 1911 ，1921 ，1931 ，1941 を通して、基板受取りピン191 ，192 ，193 ，194 を矢印の方向に上昇させ、基板搬送ハンド 18 上の基板 1 を持ち上げる。

この状態で、基板搬送ハンド 18 は、図５の例では、左側に退避させる。
次に、基板受取りピン 191 〜 194 を下降させ、基板クランプ台 2 上に構成された１００個の基板平面維持ピン2001 〜 2100（図５(a) に小さな○印で示す）に基板 1 を受け渡す。図５(a) では、数が多くてすべて描くことができないので、その１部分の基板平面維持ピンを示している。また、図５(b) では、基盤クランプ台 2 上の基板平面維持ピン 2001 〜 2100 及び吸着パッド 2201 〜 2212 を省略している。
この基板平面維持ピン 2001 〜 2100 は、基板クランプ台 2 に取り付けられ、基板 1 全体の平面の平坦さを保っている。尚、例えば、LCD のような表示基板では、大きさが約 700 × 700 mm（板厚 0.5 mm ）であり、基板平面維持ピンの配列ピッチが 70 mm である。

次に、図４によって基板クランプの方法を説明する。図４は、従来の基板クランプの方法を説明するための図である。基板 1 の基板基準面 101 と 102（図では太線で示す）を基準ローラ 201 ，202 ，211 に押付け、基板 1 を固定する。
即ち、押し当てローラ 203 ，204 ，212 で基板を矢印の方向に押し（例えば、押す力は、2 N ）、基準ローラ 201 ，202 ，211 に押し付ける。基準ローラ 201 ，202 ，211 は、押し当てローラ 203 ，204 ，212 の力に負けない力（例えば、5 N ）を保持できるようになされている。その状態で図５に示す基板 1 の裏面を基板クランプ台 2 に設けられた吸着パッド 2201 〜 2212（図５(a) の黒丸で示す）で吸着しホールドする。
基板吸着後、押し当てローラ 203 ，204 ，212 は基板押し当て解除で外側に退避する。基準ローラ 201 ，202 ，211 も外側に退避する（特許文献１参照。）。

而して、自動線幅測定装置等の検査装置において、図４に示す基板基準面 101 と 102 を基準に、例えば、検査したい位置座標 121 〜 128 を事前に登録しておいて、検査対象基板を検査する時に読み出し、その位置における配線パターンの線幅等を測定し、検査する。
この検査方法を以下に説明する。
アライメントマーク 111 ，112 の位置をアライメント用対物レンズ 12 で観察し、アライメントマーク観察位置のXY ステージ座標及びアライメントマーク検出画像を登録する。次に変倍機構 10 を用いて、検査用対物レンズ 11 に交換し、検査対物レンズ 11 で基板 1 を観察し、検査したい位置座標 121 〜 128 及び検査画像も同様に登録する。

例えば、中間レンズ 3.3 倍の顕微鏡でアライメント用対物レンズ 12 の倍率を 5 倍とする。このとき、
光学倍率は、5 × 3.3 ＝ 16.5 倍で、
CCD カメラサイズ 6 mm × 6 mm を使用すると、CCD カメラの視野は、
6 mm ／ 16.5 ＝ 0.36 mm × 0.36 mm の視野になり、
基板基準面からアライメントマーク 111 ，112 までの距離の公差が、± 0.1 mm 以内であるため、0.36 mm × 0.36 mm の範囲であれば、アライメントマークの位置が多少ずれても、アライメントマーク 111 ，112 が CCD カメラの視野内に入る。従って、アライメントマーク 111 ，112 を画像処理で位置認識（位置検出）できる。

アライメントマーク 111 ，112 を検出した後に、この検出した位置座標と登録してある位置座標との差（即ち、傾きとオフセット）を再計算し、検査したい位置座標 121 〜 128 を修正する。これに基づいて XY ステージを制御し、検査したい正確な位置座標121 〜 128 へ移動する。この移動誤差は、XY ステージの位置再現性、即ち機械的誤差は、数μm 以内であり、検査対物レンズ 11 の倍率 50 倍の視野 36 μm × 36 μm に充分入るので、確実な検査ができる。
即ち、
光学倍率は、50 × 3.3 ＝ 165 倍で、
CCD カメラサイズ 6 mm × 6 mm を使用すると、CCD カメラの視野は、
6 mm ／ 165 ＝ 0.036 mm ＝ 36μm × 36μm となる。

而して、基板の大きさが、例えば 700mm × 700 mm ならば、基板クランプ台 2 の基板平面維持ピン 2001 〜 2100 は、70 mm 間隔で配置することにより 100 個配置されている。
この基板 1 の裏面と 100 個の基板平面維持ピン 2001 〜 2100 が接触した状態で、基板基準面 101 と 102 が基準ローラ 201 、202 、211 に接触し、位置決めするように押し当てローラ 203 、204 、212 で基板を押すためには、押し当てローラ 203 、204 、212 の押す力は、1 〜 2 N 必要である。

しかし、この基板 1 は、近年益々大型化してきており、例えば、1100 mm × 1200 mm 、あるいは、1500 mm × 1850 mm の基板が実用化されつつある。このような基板では、基板平面維持ピンは、前者では、約 300 個、後者では、約 600 個となる。その結果、基板 1 の裏面と基準平面維持ピンとの間の摩擦抵抗は、板厚を同じ 0.5 mm として、前者では、700 mm × 700 mm の基板の 2.5 〜 3 倍、後者では、5 〜 6 倍にもなり、LCD や PDP のガラス基板では、押し当てローラで押す時等にクラックやひび割れが発生する原因となっていた。また、基板面積が大きくなるとそりが発生しやすいため、更に基準平面維持ピンを多く備える必要があるため、基板が大きくなるとこの摩擦抵抗は更に大きくなる。

特開平９−３９２０１号公報（第２−４頁、第１図、第７図）

基板の大きさが、例えば、1100 mm × 1200 mm と大きな基板を検査する装置では、基板クランプ台の基板平面維持ピンは 70 mm 間隔に配置すると、例えば、269 個配置しなければならない。また、1500 mm × 1850 mm では、例えば、566 個配置される。
基板の裏面と基板平面維持ピン 269 個が接触するためには、前記の基板の大きさが、700 mm × 700 mm の時に比べて摩擦抵抗が大きく、更に基板が大きくなると、基板基準面の基準ローラに押し当てローラで基板を押し当てる力は 2.5 〜 6 N 以上を必要とする。このような大きな力で基板を押すと、基板の変形や外形損傷、または、内部配線パターンの損傷を惹き起こし、製品の歩留まりがひどく悪化する。
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、基板の外形損傷または、内部配線パターンの損傷を惹き起こすことのない力で基板の位置決めをする方法及び基板の検査装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の基板の固定方法は、基板受取り位置で基板クランプ台の４点の穴から基板受取りピンを上昇させ、基板搬送ハンドから基板を受け取った後に、基板受取りピンを基板平面維持ピンまたは基板に接触する前で止め、この状態で基板押し当て位置決めをおこなう。これにより、基板受取りピンだけの摩擦抵抗で基板を押すことができ、押す力を弱くすることができる。

即ち、本発明の基板位置決め方法は、配線パターンを形成された基板を搬送する搬送部と、搬送部により搬送される基板を載置する載置台と、基板の配線パターンを撮像する撮像装置と、撮像装置からの映像信号を処理する信号処理装置および載置台の動作を制御する制御部からなる検査装置において、載置台は、基板を保持するクランプ機構部と基板を搬送部により搬送される基板を搬送部から受取り、クランプ機構部に載置するための基板移動機構部および基板をクランプ機構部の所定の位置に位置合わせする位置合わせ手段とを有し、基板移動機構部は、基板を搬送部から受取り、クランプ機構部上に載置するまでの期間に位置合わせ手段を用いて所定の位置に位置合わせするものである。

また、本発明の基板位置決め方法の基板移動機構部は、好ましくは、基板がクランプ機構部に接触する前に基板の移動を停止させ、位置合わせ手段を用いて所定の位置に位置合わせするものである。
また好ましくは、本発明の基板位置決め方法の吸着機構部は、平面状のクランプ機構部あるいは複数の突起部を有するクランプ機構部のいずれかからなり、基板移動機構部は、位置合わせ手段を用いて基板を所定の位置に位置合わせした後、基板をクランプ機構部上に載置することものである。

また好ましくは、本発明の基板位置決め方法の基板移動機構部は、基板を吸着する複数の吸着機構部を有し、位置合わせ手段を用いて基板を所定の位置に位置合わせする時、複数の吸着機構部の一部の吸着機構部の吸着力を他の吸着機構部の吸着力より弱くするものである。
また、好ましくは、本発明の基板位置決め方法の基板移動機構部は、基板を吸着する複数の吸着機構部を有し、位置合わせ手段を用いて基板を所定の位置に位置合わせする時、複数の吸着機構部の内、基板のほぼ中央部に位置する吸着機構部の吸着力を基板の周辺部に位置する吸着機構部の吸着力より弱くするものである。

また、本発明の検査装置は、配線パターンを形成された基板を搬送する搬送部と、搬送部により搬送される基板を載置する載置台と、基板の配線パターンを撮像する撮像装置と、撮像装置からの映像信号を処理する信号処理装置および載置台の動作を制御する制御部からなる基板の検査装置において、載置台は、基板を保持するクランプ機構部と搬送部により搬送される基板を搬送部から受取り、クランプ機構部に載置するための基板移動機構部および基板をクランプ機構部の所定の位置に位置合わせする位置合わせ手段を有し、載置台の動作を制御する制御部は、基板移動機構部を基板を搬送部から受取り、クランプ機構部上に載置するまでの間で所定の位置で停止させる機能を有し、位置合わせ手段は、停止した基板を所定の位置に位置合わせするものである。

また好ましくは、本発明の基板の検査装置の基板移動機構部は、撮像装置の光軸方向に移動する機構を有し、更に、基板の光軸方向の位置を検出する位置検出部を有するものである。
また好ましくは、本発明の基板の検査装置のクランプ機構部は、基板を載置する面が平面であるものである。
また好ましくは、本発明の基板の検査装置のクランプ機構部は、複数の突起部からなるものである。
また好ましくは、本発明の基板の検査装置の基板移動機構部は、基板を吸着する複数の吸着機構部および複数の吸着機構部の吸着力を制御する吸着力制御部を有し、位置合わせ手段を用いて基板を所定の位置に位置合わせする時、吸着力制御部は、複数の吸着機構部の一部の吸着機構部の吸着力を他の吸着機構部の吸着力より弱くするように制御するものである。
また好ましくは、本発明の基板の検査装置の基板移動機構部は、基板を吸着する複数の吸着機構部および複数の吸着機構部の吸着力を制御する吸着力制御部を有し、位置合わせ手段を用いて基板を所定の位置に位置合わせする時、吸着力制御部は、複数の吸着機構部の内、基板のほぼ中央部に位置する吸着機構部の吸着力を基板の周辺部に位置する吸着機構部の吸着力より弱くするように制御するものである。

以上のように、本発明によれば、
（１）基板押し当て力が 1 N 以内に収まる。
（２）基板の損傷なしに、基板固定が容易に可能となる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の基板の位置決め方法は、例えば、図５に示すように、基板受取り位置で基板クランプ台 2 の４点の穴 1911 ，1921 ，1931 ，1941 から基板受取りピン 191 ，192 ，193 ，194 を上昇させ、基板搬送ハンド 18 から基板を受取った後、基板搬送ハンド 18 を退避させる。その後、基板受取りピン 191 ，192 ，193 ，194 を降下させて、基板 1 を基板平面維持ピン 2001 〜 2100 に受渡すが、この基板 1 を基板平面維持ピン 2001 〜 2100 に受け渡す前に、基板押し当て位置決めを行なう。これにより、基板受取りピン 191 ，192 ，193 ，194 だけの摩擦抵抗で基板 1 を押すことができるため、基板 1 を押す力を弱くすることができるので、摩擦抵抗が小さく、基板の変形や外形損傷を無くすことができる。

図６は、本発明の一実施例の線幅測定装置の構成を示すブロック図である。図６の構成は、図３の従来の構成の XY 移動制御部 7 内に基板受取りピン吸着制御部 75 を加え、 XY 移動制御部 7′としたものである。基板受取りピン吸着制御部 75 は、基板を基板搬送ハンド 18 から基板を受取った基板受取りピン 191 〜 194 と基板を吸着制御する。即ち、本発明は、基板受取り機構の構造と位置決め方法を工夫したものである。
図１及び図６と図７を用いて基板受取りと吸着板への位置決め方法を説明する。図１は、本発明の基板受取りと吸着板（吸着機構部）への位置決めの一実施例を説明するための図で、図７は、本発明の基板受取りと吸着板への位置決めの一実施例の処理の流れを説明するフローチャートである。

まず、搬送方法を説明する。
ステップ 601 では、Y 軸移動ステージ 4 と X 軸移動ステージ 3 の移動による基板受取り位置で、基板クランプ台（クランプ機構部）2 の８点の穴（図１(a) 参照）から基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 を上昇させ、基板搬送ハンド 18 上の基板 1 を持ち上げる。即ち、基板 1 を搬送アーム 18 から基板受け取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 に受け取る。そして、基板受け取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 を持ち上げ、基板 1 が搬送アーム 18 から持ち上がったことを上側位置センサ 1932（後述の図２参照）が感知する。
ステップ 602 では、基板 1 が充分に持ち上がったら（図１(b) 参照）、基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 の吸着溝（例えば、吸着溝 1983 ）の圧力を大気圧以下に下げ基板を吸着する。基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 は、吸着部を柔らかい材料、例えば、シリコン樹脂 1982 を用いて、吸着し易いようにしている。
ステップ 603 では、基板搬送ハンド 18 を退避する（図１では左側に退避）。

ステップ 604 では、基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 を下降する。
ステップ 605 では、後述する図２の基板クランプ位置センサ 1933 が基板 1 の下降を感知し、図１(c) に示す様に、基板平面維持ピン 2001〜2100 に接触する高さより上で、かつ、基準ローラ 201 、202 、211 及び押し当てローラ 203 ，204 ，212 が基板 1 を押すことができる高さで基板 1 を停止する。
次にステップ 606 では、基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 は、吸着を停止しピン内を低圧から大気圧にするかまたは吸着力を弱くする。

ステップ 607 では、更に摩擦抵抗を減らすため、中央の基板受取りピン 194 の吸着溝の圧力を基板吹き上げ用として大気圧以上（ 0.2 〜 0.3 MPa ）の圧力を加え基板を浮上させる。この状態で、基板 1 を基板基準面 101 に押し当て、位置決めするため、基板受け取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 と基板 1 との間の摩擦抵抗は、極めて小さく、容易に位置決めすることが可能である。
尚、基板 1 を吸着したり、吹き上げたりするためには、エアーコンプレッサー等が必要であるが、図１では省略している。

ステップ 608 では、基板 1 と基板基準面 101 と 102 を基準ローラ 201 、202 、211 の接触により、基板位置を位置決めする。
即ち、ステップ 608 では、押し当てローラ 203 、204 、212 で基板を押し（押す力は、例えば、1 N ）、基準ローラ 201 、202 、211 に押し付ける。基準ローラ 201 、202 、211 は、押し当てローラ 203 、204 、212 の力に負けない力（ 5 N ）を保持する。

ステップ 609 では、基板受取りピン 194 の吸着溝の吹上げを停止する。
ステップ 610 では、基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 の吸着溝の圧力を大気圧から低圧（真空チャック）にして、基板 1 を吸着する。
ステップ 611 では、基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 が基板 1 を吸着したなら、押し当てローラ 203 、204 、212 の基板押し当てを解除して外側に退避する。また、基準ローラ 201 、202 、211 も、外側に退避する。

ステップ 612 では、吸着パッド 2201 〜 2212 を大気圧から低圧に（大気圧以下に）し吸着の準備をする。
ステップ 613 では、基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 を下降させる。降下は、ゆっくり実施するのが良い。
ステップ 614 では、吸着パッド 2201 〜 2212 が基板 1 を吸着し、基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 は、ピン内を低圧から大気圧にし基板 1 の吸着を停止する。
ステップ 615 では、基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 は、X ステージ 3 と Y ステージ 4 が自由に移動できるように下側に移動し、図１(d) に示すように、下側センサ 1934（後述の図２参照）で停止する。

尚、上述の説明では、基板 1 と基板クランプ台 2 に載置する前に、基板 1 を位置決めし、位置決め後、基板受け取りピン191 ，192 ，‥‥‥，198 を更に降下させ、基板 1 を基板クランプ台 2 に固定しているが、この移動時の誤差は、機械的精度が十分得られるので、極めてわずかであり、問題となることは無い。
上記実施例では、基板受取りピン内の気圧を大気圧に比べて述べた。しかし、検査装置等が一定雰囲気内にある場合には、その雰囲気（例えば、窒素ガス）の雰囲気圧に比べての高低によって吸着や吸着の停止を行うことは自明である。

これらの制御は、CPU 163 の命令で、XY 移動制御部 7′内の基板受取りピン上下制御部 74 と基板受取りピン吸着制御部 75 で行われる。
図２によって、基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 の一実施例の概略構造を説明する。図２は、本発明の基板受け取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 の一実施例の概略構成を示す図である。(a) は基板受け取りピンの吸着と吹き上げとを説明するための概略図、(b) はセンサ遮蔽板 1942-1 と、上側位置リミッタ 1931 、上側位置センサ 1932 、下側位置センサ 1934 、下側位置リミッタ 1935 との関係を説明するための概略図、(c) は基板クランプ位置センサ遮蔽板1942-2 と基板クランプ位置センサ 1933 との関係を説明するための概略図である。

図２(a) において、ステッピングモータ 1941 は、ボールネジ 1943 を回転させる。その回転でナット部 1944 が上下（矢印方向）に移動する。この移動に応じて、基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 を支えるピン取り付け部 19 が上下に移動する。ナット部 1944 にはセンサ遮蔽板 1942-1 と基板クランプ位置センサ遮蔽板 1942-2 が固定されており、ナット部 1944 の移動につれて、センサ遮蔽板 1942-1 と基板クランプ位置センサ遮蔽板1942-2 が上下（垂直）方向に移動する。
上側位置リミッタ 1931 、上側位置センサ 1932 、下側位置センサ 1934 、下側位置リミッタ 1935 と基板クランプ位置センサ 1933 はセンサ取付板 1945 に取り付いていて固定されている。センサ取付板 1945 は、ナット部 1944 に伴って上下方向に移動しない。これらのリミッタ、センサは、例えば、フォトセンサである。

ナット部 1944 が上方向に移動することによって、センサ遮蔽板 1942-1 の開放（切り欠き）部が上方向に移動する。センサ遮蔽板 1942-1 がナット部 1944 の動きに連れて上昇し、この開放部が上側位置センサ 1932 の光軸を通過（即ち、光ビームがセンサで受光された）したことによって、基板 1 が十分に持ち上がったことが検知され、例えば基板受取りピン 198 の吸着溝 1983 の圧力を大気圧以下に下げ基板を吸着し、ボールネジ 1943 の回転を停止させる。（ステップ 602 参照）する。上側位置リミッタ 1931 は、センサ遮蔽板 1942-1 の開放部がその光軸を通過したことによって、それ以上ナット部 1944 が上方向に移動しないように、ステッピングモータ 1941 に供給する電源をオフするストッパである。

次に、ステップ 604 で、ナット部 1944 が下方向に移動し、これによって基板受取りピン191 ，192 ，‥‥‥，198 が下降する。そして、それと同時に下降する基板クランプ位置センサ遮蔽板 1942-2 の開放（切り欠き）部も下方向に移動する。この基板クランプ位置センサ遮蔽板 1942-2 は、センサ遮蔽板 1942-1 と上下方向に平行に、ナット部 1944 に固定されている。
基板クランプ位置センサ遮蔽板 1942-2 が下降し、この開放部が基板クランプ位置センサ1933 の光軸を通過したことを感知して、その高さでナット部 1944 が下方向の移動を停止する。そして、ステップ605 〜ステップ 609 、及びステップ 610 〜ステップ 612 を実行する。

ステップ 612 実行後あるいは実行開始後、ナット部 1944 が更に下降し、それに連れてセンサ遮蔽板1942-1 もまた下へ移動する。そしてセンサ遮蔽板 1942-1 の開放部が下側位置センサ1934の光軸を通過したことによって、ナット部 1944 の下降を停止する。この停止位置は、基板 1 が基板平面維持ピン 2201 〜 2289 の上部に接触する高さである。
また、下側位置リミッタ 1935 は、センサ遮蔽板 1942-1 の開放部がその光軸を通過したことによって、それ以上ナット部 1944 が下方向に移動しないように、ステッピングモータ 1941 に供給する電源をオフするストッパである。（ステップ 613 〜ステップ 615 参照）

尚、図２(b) の左図は、センサ遮蔽板 1942-1 と、上側位置リミッタ 1931 、上側位置センサ 1932 、下側位置センサ 1934 、下側位置リミッタ 1935 との位置関係を説明するための図であり、右図は左図の紙面右方向から見た場合の図を示している。同様に、図２(c) の左図は、センサ遮蔽板 1942-2 と、基板クランプ位置センサ 1933 との位置関係を説明するための図であり、右図は左図の紙面右方向から見た場合の図を示している。

吸着は、例えば、基板受け取りピン 198 の吸着溝 1983 の空気流通溝を低圧にして行う。中央の基板受け取りピン 194 だけは、空気流通溝を低圧または吹き上げ用気圧とする。即ち、摩擦抵抗を減らし、かつ基板の横移動を極力少なくするために、中央の基板受け取りピン 194 だけ吹き上げ機構付きとした。
図２(a) において、1951 は吹き上げ機構付きの基板受け取りピン194 の空気流通パイプ系統、1952 は吸着機構だけの基板受け取りピン（例えば、基板受け取りピン 191 ，192 ，193 ，195 〜 198 の空気流通パイプ系統を示す。
基板平面維持ピンの場合には、位置決め等による基板との接触などにより、複数のピンのうちのいずれかが曲がったり折れたりするような破損を起こし易い。そしてピン数が多いためその破損が簡単には発見できずまたその平面度の補正もかなり面倒な作業となる。その場合には、基板の一部に局部的なそりが発生し、測定精度が落ちることになる。このような問題点を克服するための本発明の他の実施例を図８を参照して説明する。

図８は本発明の他の実施例を示す図である。上述の実施例では、基板を位置決めした後、基板クランプ台に固定する場合、複数の基板平面維持ピン（クランプ機構部）を設け、この上に基板を固定する実施例について説明した。しかし、前述のように、基板が大型化し、例えば、1500 mm × 1850 mm のガラス板では、基板平面維持ピンの上に載置しても、ピンの間でそり変形が発生しやすく、その対策として、平面度を維持するための基板平面維持ピンの数を増やす必要も出てくるが、限界がある。
従って、このような複数の基板平面維持ピンではなく、基板クランプ台を平面の基板クランプ台とすることが考えられる。
図８の実施例では、図１における基板平面維持ピン 2001 〜 2100 のかわりに、面精度の高い基板クランプ台 2′とし、基板受取りピン 191 、192 、……、198 （図８では、基板受取りピン 196 、197 、198 のみを示す）が上下に移動可能な穴を基板クランプ台 2′に設けている。また、同様に、吸着パッド 2201′〜 2212′（図８では、吸着パッド 2207′〜 2210′のみを示す）としての穴を基板クランプ台 2′に設けている。そして、基板 1 が基板受取りピン 191 ，192 ，‥‥‥，198 の下降によって基板クランプ台 2′まで降りてきたとき、この吸着パッド2201′〜 2212′が基板 1 を吸着する。
その他、図１と同様の機能であるので、説明を省略する。

以上のように、図８の実施例によれば、基板クランプ台を精度の高い平面の基板クランプ台とする方が誤差も少なくなる。尚、このように、平面の基板クランプ台を使用しても、本発明は、基板をクランプ台に固定する前に、正確な位置決めがなされるので、位置決め精度は極めて高くなる。尚、基板クランプ台に基板を載置してからでは、基板が基板クランプ台に密着して動かすことが困難であり、基板の位置決めはできない。

本発明の一実施例を説明するための図。本発明の基板受け取りピンの一実施例の概略構造を示す図。従来の測定装置の構成を示すブロック図。従来の基板クランプ方法を説明するための図。従来の搬送方法を説明するための図。本発明の一実施例の線幅測定装置の構成を示すブロック図。本発明の基板受取りと吸着板への固定の一実施例の処理の流れを説明するフローチャート。本発明の一実施例を説明するための図。

符号の説明

1：検査対象物の基板、 2：基板クランプ台、 3：X 軸移動ステージ、 4：Y 軸移動ステージ、 5：除振台、 6：照明電源、 7，7′：XY 移動制御部、 8：光学顕微鏡、 9：ライトガイド、 10：変倍機構（レボルバ）、 11：検査対物レンズ、 12：アライメント用対物レンズ、 13：光軸（Ｚ軸）移動ステージ、 14：中間レンズ、 15：CCD カメラ、 16：測定制御部（検査制御部）、 18：基板搬送ハンド、 71:移動制御部、 72：押し当て制御部、 73：基板裏面吸着制御部、 74：基板受け取りピン上下制御部、 75：基板受け取りピン上下吸着部、 101，102：基板基準面、 161：画像取込・表示部、 162：光軸（Ｚ軸）移動・オートフォーカス制御部、 163：CPU、 191，192，193，194：基板受取りピン、 201，202，211：基準ローラ、 203，204，212：押し当てローラ、 1911，1921，1931，1941：穴、 2001〜2100：基板平面維持ピン、 2201〜2212：吸着パッド。

Claims

配線パターンが形成された基板を基板搬送アームで搬送する搬送部と、上記搬送部により搬送される上記基板を載置する載置台と、上記載置台の動作を制御する移動制御部と、上記載置台に載置され位置合わせされた上記基板の配線パターンを撮像する撮像装置と、上記撮像装置からの映像信号を処理する信号処理装置と、上記移動制御部と上記撮像装置と上記信号処理装置を制御するＣＰＵと、を有する基板の検査装置の基板の位置決め方法において、
上記基板搬送アームによって上記基板を搬送し、上記載置台のＸステージおよびＹステージを移動して上記載置台のクランプ機構部を基板受取り位置に移動し、上記クランプ機構部の複数の穴からそれぞれ上記載置台の基板受取りピンを上昇させ、上記基板搬送アーム上の上記基板を持ち上げる第１ステップ、上記基板受取りピンそれぞれの吸着溝の圧力を雰囲気圧以下にして上記基板を吸着する第２ステップ、上記基板搬送アームを退避する第３ステップ、上記基板受取りピンを下降する第４ステップ、上記基板受取ピンを上記載置台の基板平面維持ピンに接触する高さより上で、かつ、上記載置台の基準ローラ及び押し当てローラが上記基板を押すことができる高さで停止する第５ステップ、上記基板受取りピンの吸着溝の圧力を低圧から雰囲気圧にするかまたは吸着力を弱くする第６ステップ、中央の上記基板受取りピンの吸着溝の圧力を雰囲気圧以上にする第７ステップ、上記基準ローラ及び上記押し当てローラによって上記基板の基板位置を位置決めする第８ステップ、上記基板受取りピンの吸着溝の圧力を低圧にして上記基板を吸着する第９ステップ、上記押し当てローラ及び上記基準ローラを外側に退避する第１０ステップ、上記クランプ機構部に備えた吸着パッドを雰囲気圧以下にする第１１ステップ、上記基板受取りピンを下降する第１２ステップ、上記吸着パッドが上記基板を吸着し、上記基板受取りピンの吸着溝の圧力を低圧から雰囲気圧にし吸着を停止する第１３ステップ、および、上記基板受取りピンを上記Ｘステージと上記Ｙステージが自由に移動できるように下側に移動し停止する第１４ステップとを備えたことを特徴とする基板の位置決め方法。
配線パターンが形成された基板を基板搬送アームで搬送する搬送部と、上記搬送部により搬送される上記基板を載置する載置台と、上記載置台の動作を制御する移動制御部と、上記載置台に載置され位置合わせされた上記基板の配線パターンを撮像する撮像装置と、上記撮像装置からの映像信号を処理する信号処理装置と、上記移動制御部と上記撮像装置と上記信号処理装置を制御するＣＰＵと、を有する基板の検査装置において、
上記移動制御部は、上記基板搬送アームによって上記基板が搬送されると、上記載置台のＸステージおよびＹステージを移動して上記載置台のクランプ機構部を基板受取り位置に移動し、上記クランプ機構部の複数の穴からそれぞれ上記載置台の基板受取りピンを上昇させ、上記基板搬送アーム上の上記基板を持ち上げる手段、上記基板受取りピンそれぞれの吸着溝の圧力を雰囲気圧以下にして上記基板を吸着する手段、上記基板搬送アームを退避する手段、上記基板受取りピンを下降する手段、上記基板受取ピンを上記載置台の基板平面維持ピンに接触する高さより上で、かつ、上記載置台の基準ローラ及び押し当てローラが上記基板を押すことができる高さで停止する手段、上記基板受取りピンの吸着溝の圧力を低圧から雰囲気圧にするかまたは吸着力を弱くする手段、上記基準ローラ及び上記押し当てローラによって上記基板の基板位置を位置決めする手段、上記基板受取りピンの吸着溝の圧力を低圧にして上記基板を吸着する手段、上記押し当てローラ及び上記基準ローラを外側に退避する手段、上記クランプ機構部に備えた吸着パッドを雰囲気圧以下にする手段、上記基板受取りピンを下降する手段、上記吸着パッドが上記基板を吸着し、上記基板受取りピンの吸着溝の圧力を低圧から雰囲気圧にし吸着を停止する手段、および、上記基板受取りピンを上記Ｘステージと上記Ｙステージが自由に移動できるように下側に移動し停止する手段とを備えたことを特徴とする基板の検査装置。
請求項２記載の基板の検査装置において、上記クランプ機構部は、複数の突起部からなることを特徴とする基板の検査装置。
請求項２記載の基板の検査装置において、上記移動制御部は、さらに、中央の上記基板受取りピンの吸着溝の圧力を雰囲気以上にする手段を有し、当該手段を、上記基板受取りピンの吸着溝の圧力を低圧から雰囲気圧にするかまたは吸着力を弱くする手段を動作させた後であって、上記基準ローラ及び上記押し当てローラによって上記基板の基板位置を位置決めする手段を動作させる前に、動作させることを特徴とする基板の検査装置。