JP4590572B2 - 基板保持装置、基板検査装置、及び基板の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板を保持する基板保持装置、基板保持装置を備えた基板検査装置、基板の検査方法に関する。

半導体装置やフォトマスク検査装置等の基板検査装置では、ＣＣＤカメラによって基板を撮像し、基板に形成されたパターン欠陥等の検査を行う。基板検査装置では、基板を水平にした状態で保持するものと（特許文献１）、基板を鉛直に立てた状態で保持するものがある。近年では、基板の大型化に伴い、基板の自重たわみによる検査への影響が大きくなっている。基板を立てた状態で保持する方法では、基板を水平にした状態で保持する方法に比べ、基板の厚み方向の自重たわみを低減することができる。このため、特に大型の基板を検査する場合には、基板を立てた状態で保持する方法が適している（特許文献２）。

支持される基板は、厳密な矩形ではなく、支持する辺に凹凸を有していることがある。例えば、製造上の誤差によって側面が平坦でないことがある。この凹凸を有する側面を保持すれば、基板に形成されたパターンがＣＣＤカメラに対して平行とならず、正確な検査を行うことができない。そこで、基板検査装置には、ＣＣＤカメラ等に対して基板を回転させるスキュー調整機構が設けられている。スキュー調整機構は、基板を回転させることによって、基板上に形成されたパターンが水平方向及び鉛直方向に平行に配列されるよう調整する。従来のスキュー調整機構では、基板の底辺を２つの支持点によって保持し、一方の支持点を回転中心としていた。そして、他方の支持点の高さを変化させることで、基板の底辺の支持位置を変化させ、スキュー調整を行っていた。また、基板検査装置ではないが、スキューを調整する機構については、例えば特許文献３、４にも記載されている。
特開２００１−１１８７７６号公報 特開２００４−６８９４０号公報 実開昭６２−６７８５号公報 特開２００４−２７２２２２号公報

しかしながら、近年では、液晶表示装置等の大型化に伴い、更なる基板の大型化が図られている。従来の基板検査装置では、基板を２点保持しているため、１つの支持点から基板の当接点に負荷される応力が大きくなる。これにより、支持点から負荷される応力によって生じる基板の歪の影響がパターン形成領域にまで広がり、パターン検査の検査精度が低下するという問題点を有する。また、従来の基板検査装置では、基板の形状に合わせて支持点の位置を調整することができず、複数の支持点に対し均一に荷重を分散することができなかった。この結果、荷重が集中した箇所では大きなひずみが生じ、支持点周辺の検査精度に影響を及ぼすという問題点を有していた。このように、従来の基板保持装置では基板を精度よく保持することができないという問題点があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、基板を精度よく保持する基板保持装置、基板検査装置、及び基板の検査方法を提供することを目的とする。

本発明に係る基板保持装置の一態様は、起立状態の基板の傾きを変えるスキュー調整を行うことが可能な基板保持装置であって、前記基板を下から保持する３以上の保持ユニットと、前記保持ユニットを支持面で支持する支持ブロックと、 前記支持ブロックを前記保持ユニットに対してスライド移動させる第１スライド機構と、を備え、前記支持ブロックの前記支持面の高さは、前記第１スライド機構のスライド量に応じて変化し、前記保持ユニットの前記スライド量に対する高さの変位量は、前記保持ユニット毎に異なる、ことを特徴とする。
このように、支持ブロックの支持面の高さをスライド量に応じて変化するよう形成することで、保持ブロックを支持ブロックに対してスライド移動させれば、基板の底面を位置に応じて異なる高さで複数の支持点で保持することができる。これにより、多点保持による安定した保持状態のまま、基板のスキュー調整を行うことができる。

また、上記の基板保持装置において、前記保持ユニットの前記スライド量に対する高さの変位量は、一端の前記保持ユニットから他端の前記保持ユニットに向かうにつれて単調に増加又は減少することが好ましい。これにより、基板をスムーズに回転させることができる。

また、上記の基板保持装置において、前記支持ブロックは、複数個あり、前記支持ブロックは、一定角度の傾斜面を有し、前記傾斜面の角度は、前記支持ブロック毎に異なる、ことを特徴とする。このように、複数の支持ブロック毎に一定角度の傾斜面を形成することで、容易に支持ブロックのスライド量に対する高さの変位量を変化させることができる。

また、上記の基板保持装置において、複数の前記支持ブロックは、１つの基礎ブロックと一体形成されている、ことが好ましい。支持ブロックを基礎ブロックと一体形成することにより、組立工数を削減できる。また、複数の支持ブロックが連結されているため、複数の支持ブロックの距離を一定に保つことができ、基板の安定したスキュー調整を行うことができる。

また、上記の基板保持装置において、前記支持ブロック及び前記保持ユニットの一方には、ガイド溝が形成され、前記支持ブロック及び前記保持ユニットの他方には、前記ガイド溝に係合する規制ブロックが形成され、前記規制ブロックは、前記保持ブロックを前記支持ブロックに対してスライド移動可能に前記ガイド溝に係合し、前記支持ブロックと前記保持ブロックとが離散しないよう規制する、ことが好ましい。このように、規制ブロックを設けることで、保持ブロックと支持ブロックが離散してしまうことを防止することができる。

また、上記の基板保持装置は、前記保持ユニットは、前記支持ブロックの上に配されるベースブロックと、前記基板に接するコンタクトブロックと、前記ベースブロックと前記コンタクトブロックとの間に介され、前記コンタクトブロックとの当接面の高さが前記スライド移動方向の位置に応じて異なる高さに形成されたくさびブロックと、を有し、複数の前記保持ユニットのくさびブロックを同じ力で前記スライド移動方向に駆動する第２スライド機構を更に有する、ことを特徴とする。このように、くさびブロックのコンタクトブロックとの当接面の高さをスライド移動位置に応じて変化させ、複数のくさびブロックを同じ力で駆動することにより、基板のエッジの形状に対応して外力と荷重がつり合う位置までくさびブロックを移動させ、複数の保持ユニットに均一に荷重を分散させることができる。

また、上記の基板保持装置において、隣接する前記くさびブロックは、前記スライド移動方向に伸縮可能な連結部材によって連結されている、ことを特徴とする。これにより、複数のくさびブロックを１つのアクチュエータにより駆動し、各くさびブロックに均一に外力を負荷することができる。また、連結部材の伸縮によりくさびブロック間の距離を調整することができる。

また、上記の基板保持装置において、前記ベースブロック及び前記コンタクトブロックを、前記スライド移動方向の同じ位置に規制するガイドブロックを更に有する、ことを特徴とする。これにより、ガイドブロックによってベースブロック及びコンタクトブロックの高さ方向の移動をガイドすることができる。

また、上記の基板保持装置において、前記コンタクトブロックは、前記基板に接する面に弾性部材を有する、ことを特徴とする。これにより、基板に加わる荷重を分散させることで歪量を低減することができる。

また、上記の基板保持装置において、前記コンタクトブロックは、前記マスクとの接触面が、Ｒ形状に形成されている、ことを特徴とする。このように基板を点で保持することで、基板に生じる歪の影響を低減することができる。

また、上記基板保持装置において、前記基板の側辺を保持する複数の側辺保持ブロックを更に有する、ことを特徴とする。このように、側面からも基板を補助的に保持することで、安定した状態で基板のスキュー調整を行うことができる。

また、上記基板保持装置において、前記側辺保持部材は、前記基板の対向する側面から挟みこんで前記基板を固定する保持部材であって、前記第１スライド機構の前記スライド移動によって前記基板のスキュー調整する際に、仮ロック状態となって前記基板を移動可能に保持する、ことを特徴とする。

また、上記の基板保持装置において、前記側辺保持部材は、前記基板に形成された面取り部分を保持する、ことを特徴とする。これにより、面取り部分を保持することで、基板に生じる内部ひずみを低減することができる。

また、上記の基板保持装置を基板検査装置に適用してもよい。これにより、安定したスキュー調整を行うと共に、基板の荷重を複数の支持点に均一に分散することで、精度よく基板を保持することができる。

また、本発明に係る他の基板保持装置の一態様は、基板を起立状態で保持する基板保持装置であって、前記基板を下から保持する３以上の保持ユニットと、前記保持ユニットを支持面で支持する支持ブロックと、前記支持ブロックを前記保持ユニットに対してスライド移動させるスライド機構と、を備え、前記保持ユニットは、前記支持ブロックの上に配されるベースブロックと、前記基板に接するコンタクトブロックと、前記ベースブロックと前記コンタクトブロックとの間に介され、前記コンタクトブロックとの当接面が前記スライド移動方向に応じて異なる高さに形成されたくさびブロックと、を備えたものであり、前記スライド機構は、前記３以上の保持ユニットの前記くさびブロックを同じ力で前記スライド移動方向に駆動するものである、ことを特徴とする。
このように、くさびブロックのコンタクトブロックとの当接面の高さをスライド移動方向に変化させ、複数のくさびブロックを同じ力で駆動することにより、基板のエッジの形状に対応して外力と荷重がつり合う位置までくさびブロックが移動し、複数の保持ユニットに均一に荷重を分散させることができる。

また、本発明に係る基板の検査方法は、基板を下から保持する３以上の保持ユニットと、前記保持ユニットを支持面で支持する支持ブロックと、前記支持ブロックを前記保持ユニットに対してスライド移動させるスライド機構とを備えた基板保持装置に、前記基板を起立させた状態で設置し、前記３以上の保持ユニットに対して前記支持ブロックをスライド移動させて、前記３以上の保持ユニットのスライド量に対する高さの変位量を前記保持ユニット毎に異ならせてスキュー調整を行い、その後、前記基板保持装置に保持され前記スキュー調整された状態のまま、前記基板の検査を行う、ことを特徴とする。
このように、スライド量に対する高さの変位量を、保持ユニット毎に異ならせることで、多点保持による安定した保持状態のまま、基板のスキュー調整を行うことができる。

また、上記の基板の検査方法において、前記基板のスキュー調整が終了した後に、前記基板を前記基板保持装置に固定し、前記基板を撮像手段によってスキャンすることで前記基板の検査を行う、ことを特徴とする。これにより、スキュー調整された状態で、撮像手段によって基板を正確に検査することができる。

本発明に係る基板保持装置、基板検査装置、及び基板の検査方法の一態様によれば、基板を精度よく保持することができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。それぞれの図面において、鉛直方向をＺ方向とし、このＺ方向に垂直な面をＸＹ平面として定義する。なお、Ｘ方向とＹ方向は互いに垂直である。それぞれの図面において同一符号で示される方向は、同一方向を示すものとする。

図１は、本発明の実施形態に係る基板保持装置１０の全体構成を示す正面図である。基板保持装置１０は、フレーム１１及び基板保持調整機構１２を備えて構成されている。基板保持装置１０は、例えば、基板の検査装置に設けられ、検査対象である基板を保持する装置である。基板保持装置１０は、例えば、マスクに形成されたパターンを検査するマスク検査装置に適用することができる。検査装置においては、基板保持装置１０に保持された基板１３に対して、検査ヘッド７をＹ方向（矢印の方向）に相対移動させて基板１３上に形成されたパターンを順次撮像していく。例えば、検査ヘッド７の位置（Ｚ方向）を固定した状態で、基板１３をＹ方向に移動させる。これにより、検査ヘッド７によって基板１３のＹ方向の一端から他端までが撮像される。その後、検査ヘッド７のＺ方向の位置を変え、検査ヘッド７の位置を固定する。そして、再び基板１３をＹ方向に移動させる。このように、検査ヘッド７を固定し、基板１３をＹ方向に移動させる動作を繰り返し、基板１３に形成されたパターンを検査ヘッド７によってスキャンしていく。また、基板１３の位置は移動させずに、基板１３に対して平行に検査ヘッド７を二次元に移動させるよう構成してもよい。

保持される基板１３は、矩形状に形成されている。基板１３は、例えば、ガラス基板上にマスクパターンが形成されたフォトマスクである。フレーム１１は、鉛直に保持された基板１３の外周を囲むよう、枠状に形成されている。フレーム１１及び基板１３は、ＺＹ平面に平行であり、フレーム１１の正面側に基板１３が配されている。フレーム１１の側辺は、ＺＹ平面において、一部が基板１３の側縁と重複するよう配されている。例えば、マスクパターンが形成されたパターン形成領域の外側において、フレーム１１と基板１３が重複している。なお、基板１３は、立てた状態であれば必ずしも厳密に鉛直保持されている必要はない。フレーム１１の下方には、基板保持調整機構１２が設置されている。基板保持調整機構１２は、基板１３の下辺を支持することで、基板１３を保持するよう構成されている。フレーム１１は、基板保持調整機構１２によって支持された基板１３の両側の側辺を補助的に支持する。フレーム１１は、基板１３のＸ方向の位置を規制するよう構成されている。

フレーム１１は、複数のロック付シリンダ１４を備えている。ロック付シリンダ１４は、基板１３の側辺と対向するフレーム１１の両側に設けられている。ロック付シリンダ１４は、基板１３を両側から保持するよう構成されている。ロック付シリンダ１４は、複数設けられ、Ｚ方向に等間隔に並んで配されている。ロック付シリンダ１４は、基板１３のＸ方向及びＹ方向の位置を規制する側辺保持具であり、基板１３の正面側の位置を規制している。すなわち、ロック付シリンダ１４で基板１３の側辺を保持することにより、基板１３が前方に倒れるのを防いでいる。ロック付シリンダ１４は、シリンダ内部のエアの状態により基板１３の支持状態が異なる。

基板保持調整機構１２は、フレーム１１の下方に固定されて配置されている。基板保持調整機構１２は、基板１３の下辺を複数の支持点によって支持している。基板保持調整機構１２は、荷重分散機構８、及びスキュー調整機構９を備えている。荷重分散機構８は、基板１３の荷重を分散する機構である。これにより、複数の支持点によって均一の力で基板１３を保持することができる。また、スキュー調整機構９は、Ｘ方向を回転軸とした基板１３のθ方向の回転を制御する機構である。スキュー調整機構９は、基板を回転させることによって、基板上に形成されたパターンが水平方向及び鉛直方向に平行に配列されるよう調整することができる。

荷重分散機構８は、保持ユニット１７、連結部材１８、及びアクチュエータ１９、３０を備えている。保持ユニット１７は、複数個ある。隣接する保持ユニット１７は、その一部が連結部材１８によって連結されている。保持ユニット１７は、Ｙ方向に等間隔に並ぶよう配置されている。保持ユニット１７は、上面において基板１３の下辺と接するよう構成されている。保持ユニット１７の基板１３との接触面には、弾性部材２６が設けられている。弾性部材２６としては、例えば、樹脂を用いることができる。弾性部材２６は、基板１３との接触によって基板１３に欠損が生じるのを防ぐ。また、弾性部材２６は、基板１３の形状に沿って変形することで、基板１３に沿った形状で基板１３を支持することができる。保持ユニット１７の一部は、例えば、ボルト（図示せず）によって背面側のフレーム１１に固定されている。

スキュー調整機構９は、荷重分散機構８の下に配されている。スキュー調整機構９は、図示しない支持ブロックと、保持ユニット１７によって構成されている。すなわち、スキュー調整機構９の一部が、荷重分散機構８として構成されている。

次に、荷重分散機構８及びスキュー調整機構９の詳細な構成について説明する。図２（ａ）は、基板保持調整機構１２の更に詳細な構成を示す斜視図である。図２（ｂ）は、連結部材１８の詳細な構成を示す正面図である。基板保持調整機構１２は、フレーム１１に固定接続されている。基板保持調整機構１２は、荷重分散機構８及びスキュー調整機構９を備えている。フレーム１１は、ＺＸ断面においてＬ字形状をしている。ＺＸ断面においてＸ方向に延びる台座部材１１ａの上には、スキュー調整機構９が設置され、更にその上に荷重分散機構８が設置されている。

スキュー調整機構９は、支持ブロック１５、保持ユニット１７及びアクチュエータ２０を備えて構成されている。支持ブロック１５は、複数個形成され、Ｙ方向に等間隔に配されている。複数の支持ブロック１５は、底面が基礎ブロック１６に接続されている。この基礎ブロック１６及び複数の支持ブロック１５は、一体形成することができる。アクチュエータ２０は、基礎ブロック１６に取り付けられ、基礎ブロック１６をＹ方向にスライド移動させるよう構成されている。これにより、各支持ブロック１５は、フレーム１１に対して同じ変位量ｄｙでＹ方向にスライド移動することとなる。

アクチュエータ２０は、例えば、ボールネジとこれを駆動するモーター等によって構成することができる。支持ブロック１５は、保持ユニット１７に対応する位置にそれぞれ設けられている。すなわち、保持ユニット１７の直下に支持ブロック１５が配置される。支持ブロック１５の上面は、保持ユニット１７を支持する支持面１５ａである。それぞれの支持ブロック１５の支持面１５ａは、一定角度の傾斜を有している。支持面１５ａの斜面は、支持ブロック１５毎にその傾斜角度が異なるよう構成されている。支持ブロック１５の正面側には、この斜面に沿った溝１５ｂが形成されている。なお、支持ブロック１５の詳細な構成については後述する。

荷重分散機構８は、スキュー調整機構９の保持ユニット１７に適用されている。荷重分散機構８は、保持ユニット１７、連結部材１８、及びアクチュエータ１９を備えて構成されている。保持ユニット１７は、Ｙ方向に並んで配され、支持ブロック１５に対応する位置にそれぞれ設けられている。複数の保持ユニット１７は、全て同じ構成を有している。隣接する保持ユニット１７の一部は、弾性的に変位する連結部材１８によって連結されている。

保持ユニット１７は、それぞれベースブロック２１、くさびブロック２２及びコンタクトブロック２３を備えている。ベースブロック２１、くさびブロック２２及びコンタクトブロック２３は、下から順に積層され、それぞれの部材同士は固定接続されていない。後述するように、下層のベースブロック２１及び上層のコンタクトブロック２３は、ガイドブロック２４（図１）によってＹ方向の位置が固定されている。これに対し、くさびブロック２２は、Ｙ方向に変位することができる。すなわち、くさびブロック２２は、ベースブロック２１及びコンタクトブロック２３に対してＹ方向に変位することができる。それぞれのくさびブロック２２には、Ｙ方向の一端から他端まで貫通する穴が形成されている。連結部材１８は、複数のくさびブロック２２に形成された穴を−Ｙ方向のくさびブロック２２から＋Ｙ方向のくさびブロック２２まで貫通するように配されている。

図２（ｂ）に、連結部材１８の詳細な構成を示す。連結部材１８は、リンク部材１８ａ、関節部材１８ｂ、バネ１８ｃ及び円板部材１８ｄを備えている。リンク部材１８ａは、棒状の部材であり、１本のリンク部材１８ａが１つのくさびブロック２２に対応している。リンク部材１８ａは、くさびブロック２２に形成された穴を貫通するよう配される。隣接するリンク部材１８ａ同士は、関節部材１８ｂによって連結されている。関節部材１８ｂは、隣接するくさびブロック２２の間に配される。リンク部材１８ａは、枢軸１８ｅを介して関節部材１８ｂに接続されている。関節部材１８ｂは、リンク部材１８ａに対して枢軸１８ｄを中心として回転可能である。これにより、関節部材１８ｂは、両側に接続されたリンク部材１８ａのＹ方向の位置に関わらず両側のリンク部材１８ａを連結することができる。すなわち、関節部材１８ｂは、両端に接続されたリンク部材１８ａのＹ方向の位置の差を吸収するよう構成されている。このように関節部材１８ｂによって連結されたリンク部材１８ａは、−Ｙ方向の端がアクチュエータ１９に接続されている。

円板部材１８ｄは、リンク部材１８ａ毎に設けられ、リンク部材１８ａに固定接続されている。連結されたリンク部材１８ａがアクチュエータ１９によって−Ｙ方向に引っ張られると、すべての円板部材１８ｄは、ほぼ同じ変位量で−Ｙ方向に変位する。バネ１８ｃは、くさびブロック２２毎に設けられている。バネ１８ｃは、−Ｙ方向の端がくさびブロック２２に接続され、＋Ｙ方向の端が円板部材１８ｄに接続されている。すべての円板部材１８ｄは、ほぼ同じ変位量で−Ｙ方向に変位するため、すべてのバネ１８ｃは円板部材１８ｄからほぼ同じ力（Ｎ２）で−Ｙ方向から押される。これによって、リンク部材１８ａがアクチュエータ１９によって−Ｙ方向に引っ張られると、バネ１８ｃに接続されたくさびブロック２２についても、バネ１８ｃからほぼ同じ力（Ｎ２）で−Ｙ方向に打ち込まれることとなる。このような構成により、連結部材１８は、各くさびブロック２２を打ち込む方向（−Ｙ方向）に均一な力を負荷することができる。

連結部材１８の−Ｙ方向の端は、アクチュエータ１９に接続されている。アクチュエータ１９は、保持する基板１３の重さに応じて連結部材１８を−Ｙ方向に引っ張ることで、複数のくさびブロック２２に均一な力（Ｎ２）を加えるよう構成されている。アクチュエータ１９は、例えば、ボールネジと、これを駆動するモーター等によって構成することができる。一方、連結部材１８の＋Ｙ方向の端は、エアシリンダ６に接続されている。エアシリンダ６は、連結部材１８を＋Ｙ方向に力Ｆで引っぱるよう構成されている。エアシリンダ６が連結部材１８を＋Ｙ方向に一定の力Ｆで引っ張ることで、チェーン状に連結された連結部材１８が、部材が連結された連結部分で撓むのを防止している。なお、エアシリンダ６に代わりにバネ定数の小さなバネを設け、連結部材１８を＋Ｙ方向に引くよう構成してもよい。

ここで、アクチュエータ１９によってくさびブロック２２がベースブロック２１及びコンタクトブロック２３との間に引き抜かれた（＋Ｙ方向に移動した）後では、くさびブロック２２の位置を所定の位置までリセットする必要がある。引き抜かれたくさびブロック２２の位置をリセットする際には、くさびブロック２２を−Ｙ方向に打ち込まなければならない。そのため、くさびブロック２２の位置をリセットするための構成として、荷重分散機構８には、更にアクチュエータ３０が設けられている（図１）。アクチュエータ３０は、連結された連結部材１８の＋Ｙ側の端に接続されている（図２（ｂ））。アクチュエータ３０は、ボールネジとこれを駆動するモーターによって構成することができる。アクチュエータ３０は、エアシリンダ６が所定の力で連結部材１８を＋Ｙ方向に引っ張る力Ｆに反して、一気に連結部材１８を押し込むことで、くさびブロック２２を−Ｙ方向に打ち込む。これにより、エアシリンダ６によって連結部材１８を撓ませない状態で、アクチュエータ３０によってくさびブロック２２を所定の位置まで−Ｙ方向に打ち込むことができる。

図２（ａ）に示すように、それぞれの保持ユニット１７は、Ｚ方向に積層された３つのブロックを備えている。それぞれのブロックの間には、潤滑油が介され、ブロック間の摩擦力が任意に調整されている。保持ユニット１７は、下から順に、ベースブロック２１、くさびブロック２２、及びコンタクトブロック２３を備えて構成されている。ベースブロック２１は、支持ブロック１５側に突出した部材を有し、この部材の底面において支持ブロック１５の支持面１５ａと接している。すなわち、保持ユニット１７は、支持ブロック１５によって面保持されている。ベースブロック２１の上面には、くさびブロック２２が配されている。くさびブロック２２の上面は、一端から他端までの高さ（Ｚ方向の厚み）が次第に変化するよう形成されている。Ｚ方向におけるくさびブロック２２の厚みは、＋Ｙ側にいくにしたがって厚くなるよう形成されている。従って、すべてのくさびブロック２２は、＋Ｙ側の端の厚みが最も厚く、−Ｙ側の端の厚みが最も薄い。例えば、くさびブロック２２は、傾斜が（Ｙ方向：Ｚ方向＝１０：１）となるよう形成されている。

隣接する保持ユニット１７のくさびブロック２２は、連結部材１８のバネ１８ｃによって連結されている。連結されたくさびブロック２２は、アクチュエータ１９によって−Ｙ側に一斉に引き抜かれる。これにより、それぞれのくさびブロック２２に、アクチュエータ１９によって均一な−Ｙ方向の外力が加えられる。なお、くさびブロック２２は、必ずしも連結されている必要はなく、バネ１８ｃの代わりにくさびブロック２２毎にアクチュエータを設け、すべてのくさびブロック２２を−Ｙ側に移動させる力を発生させてもよい。

コンタクトブロック２３は、くさびブロック２２の上面に配されている。コンタクトブロック２３は、くさびブロック２２と接する面が、くさびブロック２２の斜面に沿った形状をしている。すなわち、くさびブロック２２の傾きが（Ｙ方向：Ｚ方向＝１０：１）であれば、コンタクトブロック２３の底面は、（Ｙ方向：Ｚ方向＝１０：−１）の傾斜を有している。くさびブロック２２の上面は、Ｙ方向の位置に応じて高さが変化するよう構成されているため、コンタクトブロック２３がくさびブロック２２の上をＹ方向にスライドすると、これに伴ってコンタクトブロック２３の上面の高さも変化する。くさびブロック２２がコンタクトブロック２３に対して−Ｙ側に移動すると、コンタクトブロック２３の高さが上方（ｄｚ）に移動する。一方、くさびブロック２２がコンタクトブロック２３に対して＋Ｙ側にスライド移動すると、コンタクトブロック２３の高さが下方（−ｄｚ）に移動する。ただし、ｄｚ≧０とする。すなわち、くさびブロック２２のＹ方向の移動（ｄｙ）が、コンタクトブロック２３のＺ方向の移動（ｄｚ）に変換される。

ベースブロック２１及びコンタクトブロック２３は、上方から見た外形が同じ形状に形成されている。ベースブロック２１及びコンタクトブロック２３の左右両側面は、テーパー状に形成されている。ベースブロック２１及びコンタクトブロック２３は、Ｙ方向の両側が正面から背面になるに従って厚みが増えるような斜面を有している。図３に示すように、保持ユニット１７は、更に、このベースブロック２１及びコンタクトブロック２３の斜面を保持するガイドブロック２４を有している。ガイドブロック２４は、ベースブロック２１及びコンタクトブロック２３の上下方向の移動をガイドするよう構成されている。なお、このベースブロック２１、くさびブロック２２及びコンタクトブロック２３の上下方向の移動については後述するものとする。

図４は、保持ユニット１７のＸＹ断面図である。ガイドブロック２４は、ベースブロック２１及びコンタクトブロック２３の斜面に接する斜面を有し、この斜面において、ベースブロック２１及びコンタクトブロック２３を背面側に押さえつけるよう構成されている。ガイドブロック２４は、例えば、背面側のフレーム１１にボルト２５Ｂによって固定接続されている。これにより、くさびブロック２２以外の保持ユニット１７は、Ｘ方向及びＹ方向の位置がガイドブロック２４によって規制されることとなる。なお、ガイドブロック２４は、保持ユニット１７のＺ方向の位置は規制しておらず、コンタクトブロック２３は上下方向にスライド移動することができる。一方、くさびブロック２２は、ガイドブロック２４によってＹ方向の位置が規定されておらず、保持ユニット１７の本体（ベースブロック２１、コンタクトブロック２３等）に対してＹ方向にスライド移動可能に設置されている。

図５は、保持ユニット１７のＸＹ断面図である。保持ユニット１７は、支持ブロック１５の上に設置されている。保持ユニット１７は、下から順にベースブロック２１、くさびブロック２２、及びコンタクトブロック２３が重ねられて配されている。それぞれのブロックは、係止片によってＺ方向において連結されている。保持ユニット１７は、ベース側係止部材２７を備えている。ベース側係止部材２７は、保持ユニット１７の正面側に配される。ベース側係止部材２７は、支持ブロック１５、ベースブロック２１及びくさびブロック２２が互いにＺ方向に離散しないようＺ方向の位置を規制する。ベース側係止部材２７は、背面側に突出する、第１係止片２７ａ、第２係止片２７ｂ、及び固定接続部２７ｃを備えて構成されている。固定接続部２７ｃは、ベースブロック２１本体に固定接続されている。これにより、ベース側係止部材２７は、ベースブロック２１と一体動作する。

第１係止片２７ａは、支持ブロック１５側に突出するよう形成されている。第１係止片２７ａは、くさびブロック２２の正面側に形成された溝２２ａにスライド可能に係合する。すなわち、第１係止片２７ａは、ベースブロック２１に対して支持ブロック１５をスライド可能な状態で、支持ブロック１５がベースブロック２１とＺ方向に離散しないよう規制する。第２係止片２７ｂは、正面側において、くさびブロック２２側に突出するよう形成されている。第２係止片２７ｂは、くさびブロック２２に形成された正面側の溝２２ａに係合し、くさびブロック２２をベースブロック２１に対してＹ方向にスライド可能な状態で、Ｚ方向において離散しないよう規制する。

保持ユニット１７は、同様に、くさびブロック２２とコンタクトブロック２３をＺ方向に離散しないよう規制するコンタクト側係止部材２８を備えている。コンタクト側係止部材２８は、保持ユニット１７の背面側に取り付けられている。コンタクト側係止部材２８は、固定接続部２８ａ、及び係止片２８ｂを有している。固定接続部２８ａは、コンタクトブロック２３に埋め込まれ、コンタクトブロック２３に固定接続されている。これにより、コンタクトブロック２３とコンタクト側係止部材２８とは一体動作することとなる。係止片２８ｂは、背面側において、くさびブロック２２側に突出するよう形成されている。係止片２８ｂは、くさびブロック２２の背面側に形成された溝２２ｂに係合するよう構成されている。コンタクト側係止部材２８は、くさびブロック２２をコンタクトブロック２３に対してスライド移動可能な状態で、かつＺ方向に離散しないよう規制する。

このように、ベース側係止部材２７、及びコンタクト側係止部材２８は、支持ブロック１５、ベースブロック２１、くさびブロック２２、及びコンタクトブロック２３のそれぞれがＺ方向に離散しないよう、且つ、くさびブロック２２及び支持ブロック１５が、ベースブロック２１及びコンタクトブロック２３に対してスライド移動可能に規制している。また、保持ユニット１７の正面側には、カバー２９が設けられ、それぞれのブロックの接合面を保護している。

図６は、保持ユニット１７の上面部分を示すＹＺ平面図である。図６に示すように、保持ユニット１７は、基板１３に接する上面に弾性部材２６が形成されている。この弾性部材２６は、上に凸のＲ形状を有している。従って、弾性部材２６は、Ｙ方向の中央で最も高く、両端が最も低い。弾性部材２６のＸ方向の厚みは、均一に構成されている。なお、弾性部材２６は、上に凸の球面を有するよう構成することもできる。保持ユニット１７は、このＲ形状の弾性部材２６によって基板１３を支持することにより、基板１３を点支持することができる。これにより、支持点からの応力によって生じる基板１３のひずみを低減することができる。また、前述したように、弾性部材２６は、基板１３の形状に沿って変形するため、基板１３のＹ方向に加わるストレスを低減させることができる。このように、基板１３の支持部分を、Ｒ形状及び弾性部材２６を組み合わせて構成することにより、基板１３に生じるひずみを低減したまま、弾性部材２６の変形により安定して基板１３に沿って保持することができる。

次に、スキュー調整機構９の動作について説明する。スキュー調整機構９では、支持ブロック１５のＹ方向の変位量ｄｙを、各支持点となる保持ユニット１７のＺ方向の変位量ｄｚに変換するよう構成されている。図７は、支持ブロック１５の全体構成を示すＸＹ平面図である。図７では、説明の簡略化のため、５個の支持ブロック１５を図示している。しかしながら、支持ブロック１５の数はこれに限定されるものではなく任意の数の支持ブロック１５を設けることができる。前述したように複数の支持ブロック１５は、底面において基礎ブロック１６に接続されている。支持ブロック１５は、支持面１５ａがＸＹ平面に対して傾斜角を有している。この斜面の傾斜角度は、それぞれの支持ブロック１５で異なるよう形成されている。

中央の支持ブロック１５は、支持面１５ａがＸＹ平面に平行に形成されている。この中央の支持ブロック１５の斜面の傾きを０とすると、複数の支持ブロック１５は、−Ｙ側から＋Ｙ側なるに従って支持面１５ａの傾斜角度が減少するよう構成されている。具体的には、隣接する支持ブロック１５は、例えば、１°ずつ傾斜角度が異なるよう構成されている。具体的には、支持ブロックの傾斜角度は、中央の支持ブロック１５の傾きを０°とすると、｛＋２°、＋１、０、−１、−２｝となるよう形成されている。すなわち、中央の支持ブロック１５から＋Ｙ側の支持ブロック１５になるにしたがって、斜面の傾斜角度が所定の角度ずつ増加する一方、中央の支持ブロック１５から＋Ｙ側の支持ブロック１５になるにしたがって傾斜角度が所定の角度ずつ減少している。

それぞれの支持ブロック１５では、中央の支持ブロック１５の支持面１５ａは水平（ＸＹ平面に平行）に形成され、中央よりも−Ｙ側の支持ブロック１５では−Ｙ側の支持面１５ａの位置が高く、＋Ｙ側の支持ブロック１５では、＋Ｙ側の支持面１５ａの位置が高い。換言すると、支持ブロック１５の斜面は、中央の支持ブロック１５に対して、左右対称に形成されている。それぞれの支持ブロック１５の上には、同じ構成の保持ユニット１７がそれぞれ配される。支持ブロック１５は、保持ユニット１７に対してＹ方向に移動することにより、それぞれの保持ユニット１７の高さを変化させる。これにより、基板１３の支持位置が変化し、スキュー調整を行うことができる。

次に、このように構成されたスキュー調整機構９の具体的な動作について説明する。保持対象となる基板１３は、基板１３の製造精度や基板１３の材質による特性等により、必ずしも厳密な矩形ではない。例えば、基板１３の底辺が図８に示すように、＋Ｙ側になるに従って、Ｚ方向の幅が広くなっているような場合には、底辺に沿って基板１３を保持した場合、基板１３に形成されているパターン１３ａは、フレーム１１に対して＋θだけ傾いた状態で保持されることとなる。スキュー調整機構９は、このように、フレーム１１に対して基板１３の底辺が傾いて設置されたような場合に、基板１３を多点保持したまま、Ｘ方向を回転軸として基板１３を回転させるよう構成されている。このスキュー調整によって、検査ヘッド７（図１）に対して基板１３上に形成されたパターン１３ａが水平となるよう調整した後に、基板１３上のパターン１３ａを検査ヘッド７でスキャンしていく。これにより、基板１３に形成されたパターン１３ａに対して、検査ヘッド７を水平に相対移動させながら基板１３の検査を行うことができる。

図８及び図９を用いて、フレーム１１に対して基板１３がＸ方向を回転軸として＋θだけ回転した状態で取り付けられ場合のスキュー調整機構９の動作について説明する。はじめに、スキュー調整を行う前の状態では、それぞれの支持ブロック１５の中央に保持ユニット１７が位置している。図８に示すように、基板１３がＸ方向を回転軸として＋θだけ回転した状態の場合には、図９に示すように、支持ブロック１５をフレーム１１に対して＋Ｙ側に変位量ｄｙだけスライド移動させる。これにより、それぞれの保持ユニット１７が接する支持ブロック１５の支持面１５ａの位置が、−Ｙ側に変位量ｄｙだけ移動する。ここで、支持ブロック１５の支持面１５ａは、Ｙ方向の位置に応じて高さが変化するよう構成されている（図７）。そのため、支持ブロック１５が＋Ｙ側に移動すると、図８に示す移動前と比べ、それぞれの支持ブロック１５が保持ユニット１７を保持する高さが変化することとなる。具体的には、中央の支持ブロック１５より−Ｙ側の支持ブロック１５になるほど支持位置が高くなり、＋Ｙ側の支持ブロック１５になるほど支持位置が低くなる。

ここで、複数の保持ユニット１７は、すべて同じ構成であるため、保持ユニット１７のＺ方向の大きさはすべて等しい。そのため、基板１３を保持する保持ユニット１７の上面の高さは、支持ブロック１５の支持位置に応じて変化する。ここで、保持ユニット１７の高さ方向の変位量ｄｚを、−Ｙ側の保持ユニット１７から順に、ｄｚ_１、ｄｚ_２、ｄｚ_３、ｄｚ_４、ｄｚ_５と定義すると、それぞれの変位量ｄｚの関係は、｛ｄｚ_１＞ｄｚ_２＞ｄｚ_３＞ｄｚ_４＞ｄｚ_５｝となる。ここで、ｄｚ_１、ｄｚ_２＞０、ｄｚ_３＝０、ｄｚ_４、ｄｚ_５＜０である。この結果、基板１３の−Ｙ側の支持ユニット１７になるに従って基板１３の支持位置が高くなり、基板１３の＋Ｙ側の支持ユニット１７になるにしたがって基板１３の支持位置が低くなる。この結果、基板１３がフレーム１１に対してＸ軸を回転軸とし、負の方向に回転する。ここで、基板１３を−θだけ回転させるように支持ブロック１５をＹ方向に移動させれば、フレーム１１（検査ヘッド７）に対して、基板１３に形成されたパターン１３ａを平行にすることができる。このように、スキュー調整機構９では、支持ブロック１５をＹ方向にスライドさせることにより、基板１３のスキュー調整を行うことができる。

同様に、図１０及び図１１を用いて、フレーム１１に対して基板１３がＸ方向を回転軸として−θだけ回転した状態で取り付けられ場合のスキュー調整機構９の動作について説明する。はじめに、スキュー調整を行う前の状態では、それぞれの支持ブロック１５の中央に保持ユニット１７が位置している。図１０に示すように、基板１３がＸ方向を回転軸として−θだけ回転している場合には、図１１に示すように、支持ブロック１５をフレーム１１に対して−Ｙ側に変位量ｄｙだけスライド移動させる。これにより、それぞれの保持ユニット１７が接する支持ブロック１５の支持面１５ａの位置が、＋Ｙ側に変位量ｄｙだけ変化する。ここで、支持ブロック１５の支持面１５ａは、Ｙ方向の位置に応じて高さが変化するよう構成されている（図７）。そのため、支持ブロック１５が−Ｙ側に移動すると、それぞれの支持ブロック１５が保持ユニット１７を保持する高さが変化する。具体的には、中央の支持ブロック１５より＋Ｙ側の支持ブロック１５になるほど支持位置が高くなり、−Ｙ側の支持ブロック１５になるほど支持位置が低くなる。

ここで、複数の保持ユニット１７は、すべて同じ構成であるため、保持ユニット１７の支持位置は、支持ブロック１５の支持位置に応じて変化する。それぞれの変位量ｄｚの関係は、｛ｄｚ_１＜ｄｚ_２＜ｄｚ_３＜ｄｚ_４＜ｄｚ_５｝となる。この結果、基板１３がフレーム１１に対してＸ軸を回転軸とし、正方向に回転する。そこで、基板１３をＸ方向を回転軸として＋θだけ回転させるように支持ブロック１５をＹ方向に移動させれば、フレーム１１に対して、基板１３に形成されたパターン１３ａを平行にすることができる。このように、スキュー調整機構９では、支持ブロック１５をＹ方向にスライドさせることにより、多点保持したまま基板１３を回転させることができる。

このように、支持ブロック１５の支持面１５ａの高さがＹ方向において異なる高さに形成されているので、支持ブロック１５をフレーム１１に対してＹ方向にスライド移動させることで、基板１３のＺ方向の保持位置を変化させることができる。これにより、基板１３を多点保持した状態で、基板１３のスキュー調整することができる。保持ユニット１７と支持ブロック１５は面接触しているため、更に、安定した状態でスキューを調整することができる。

次に、基板１３の荷重を複数の支持点に均一に分散する荷重分散機構８の動作について説明する。基板１３は、保持される底辺が必ずしも直線状に形成されているわけではない。基板１３の底辺は、場所によって＋Ｚ方向に凹んでいたり、−Ｚ方向に突出している場合がある。このような場合に、同じ高さで基板１３の底辺を保持すると、＋Ｚ方向に凹んだ部分を支持する支持点には荷重がかからず、−Ｚ方向に突出している部分を保持する支持点には大きな荷重が負荷される。この結果、基板１３側においては、−Ｚ方向に突出した部分では支持点から集中荷重が負荷され大きなひずみが発生することとなる。このような、集中荷重による基板１３に発生するひずみを低減するため、荷重分散機構８は、基板１３から基板保持装置１０に負荷される荷重を複数の支持点に分散させるよう構成されている。

図１２は、荷重分散機構８の動作を示すＸＺ平面図である。図１２（Ａ）は、基板保持装置１０に基板１３が設置されたばかりの状態を示している。基板１３は、例えば、ガラス基板であり、そのエッジは撓みを有しているものとする。基板１３の−Ｙ側が−Ｚ方向に突出し（Ｈ１）、基板１３の＋Ｙ側が＋Ｚ方向に窪んでいる（Ｈ２）とする。それぞれのくさびブロック２２には、バネ１８ｃが接続されている。バネ１８ｃ同士は、リンク部材１８ａ、関節部材１８ｂ及び円板部材１８ｄを介して接続されているが、ここでは、説明のためバネ１８ｃをそれぞれ独立させて示している。基板１３が設置された瞬間では、基板１３が−Ｚ方向に突出した部分（Ｈ１）に対応する保持ユニットＵ１は、基板１３に接している。そのため、保持ユニットＵ１には、大きな集中荷重が負荷される。一方、基板１３が＋Ｚ方向に凹んだ部分（Ｈ２）に対応する保持ユニットＵ２は、基板１３に接触しておらず荷重は負荷されていない。

そこで、荷重分散機構８は、基板保持装置１０に基板１３が設置された瞬間に、連結部材１８を−Ｙ側に引っ張る。この結果、すべてのくさびブロック２２は、ほぼ同じ力で−Ｙ側に打ち込まれることとなる。ここで、連結部材１８を引っ張る力の算出方法について説明する。基板１３を保持する保持ユニット１７の数を１０個とする。また、保持する基板１３の重さを１００ｋｇとする。基板１３の荷重を１０個の支持点に分散するためには、基板１３の荷重がそれぞれの保持ユニット１７にそれぞれ１０ｋｇずつ分散されればよい。くさびブロック２２の斜面の傾きを、（Ｙ方向：Ｚ方向＝１０：１）とする。この場合、連結部材１８を水平方向に１ｋｇの力で引っ張れば、バネ１８ｃがくさびブロック２２を打ち込む力（Ｎ２）と、基板１３から負荷される分散荷重が１０ｋｇであるときのくさびブロック２２に負荷される垂直抗力の水平成分（Ｎ１）によってくさびブロック２２を引き抜く力とがつり合うことが分かる。

そこで、荷重分散機構８は、基板１３が基板保持装置１０に設置された瞬間に、連結部材１８を−Ｙ側に１ｋｇで引っ張る。これにより、すべてのくさびブロック２２は、１ｋｇの力（Ｎ２）でバネ１８ｃの復元力によって−Ｙ側に打ち込まれる。図１２（Ｂ）は、連結部材１８を−Ｙ側に引っ張った後の状態を示している。基板１３の突出した部分（Ｈ１）に対応する保持ユニットＵ１では、バネ１８ｃの復元力によってくさびブロック２２が−Ｙ側に打ち込まれる力Ｎ２に比べ、基板１３から負荷される垂直効力の水平成分Ｎ１が大きい。そのため、くさびブロック２２は、＋Ｙ側に引き抜かれるか、又はくさびブロック２２とベースブロック２１、コンタクトブロック２３の摩擦によってくさびブロック２２は移動しない。

一方、凹んだ部分（Ｈ２）に対応する保持ユニットＵ２では、荷重によって＋Ｙ側にくさびブロック２２を引き抜く力（Ｎ１）が働いていないため、バネ１８ｃの復元力によってくさびブロック２２が−Ｙ側に打ち込まれ、くさびブロック２２が−Ｙ側に移動する。これにより、くさびブロック２２とコンタクトブロック２３との当接面が変化し、コンタクトブロック２３は、くさびブロック２２の＋Ｙ側で保持される。ここで、くさびブロック２２は、＋Ｙ側になるにしたがって、Ｚ方向の厚みが厚くなるよう形成されている。そのため、くさびブロック２２の移動によって、コンタクトブロック２３の上面の高さは高くなり、コンタクトブロック２３が基板１３に接する状態となる。そして、基板１３から負荷される荷重の水平成分Ｎ１による、くさびブロック２２を引き抜く力と、バネ１８ｃの復元力よるくさびブロック２２を打ち込む力Ｎ２がつり合う位置までくさびブロック２２が移動する。すなわち、摩擦力を考慮した上で、それぞれの保持ユニット１７において、バネ１８ｃによってくさびブロック２２を引き抜く力Ｎ２と、荷重の水平成分Ｎ１によるくさびブロック２２を打ち込む力とがつり合う位置までくさびブロック２２が移動する。

それぞれのくさびブロック２２がＹ方向に移動すると、それぞれのくさびブロック２２に接続されたバネ１８ｃの長さが変化する。保持ユニットＵ１のくさびブロック２２は、Ｙ方向に移動していないため、保持ユニットＵ１に接続されたバネ１８ｃは伸縮しない。一方、保持ユニットＵ２のくさびブロック２２は、−Ｙ側に移動しているため、保持ユニットＵ２に接続されたバネ１８ｃはこれに伴って縮む。すなわち、バネ１８ｃは、分散された荷重の大きさに応じて保持ユニット１７毎に異なる長さに縮むことで、各保持ユニット１７間に負荷される荷重を均一に分散する。

このように、連結部材１８を−Ｙ側に引っ張ることで、すべてのくさびブロック２２に均一な外力（Ｎ２）を加え、くさびブロック２２を移動させる。これにより、くさびブロック２２は、−Ｙ側に打ち込む力Ｎ２と、荷重の水平成分Ｎ１による引き抜く力とがつり合う位置まで移動した後、移動を停止する。これにより、すべての保持ユニット１７が、基板１３の荷重をほぼ１０ｋｇずつ受ける位置まで移動する。これにより、複数の保持ユニット１７に基板１３の荷重を均一に分散することができる。この結果、基板１３のエッジの形状が、凹凸を有していた場合にあっても、エッジの形状に関わらず、複数の支持点によって均一な力で基板１３を保持することができる。

基板１３側では、複数の支持点において保持ユニット１７から均一の外力が負荷されることとなり、基板１３に生じるひずみが複数の箇所に分散されることとなる。この結果、−Z方向に突出している部分（H１）に負荷される集中荷重を分散することができる。これにより、基板１３のそれぞれの支持点周辺にひずみの発生を分散することができ、ひずみが生じる領域を基板１３の終端部に止めることができる。パターン形成領域に生じるひずみの影響を低減することができ、基板１３の検査精度を向上させることができる。

続いて、基板保持装置１０の他の構成要素について説明する。図１３は、フレーム１１、基板１３、及びロック付シリンダ１４の位置関係を示すＸＹ断面図である。基板１３には、正面側にパターン１３ａが形成されている。基板１３は、正面側の位置がロック付シリンダ１４によって規制され、背面側の位置がフレーム１１によって規制されている。基板１３の両側の側辺は、Ｙ方向においてフレーム１１とわずかに重なる位置に配されている。これにより、基板１３の背面は、フレーム１１の枠によって保持される。すなわち、基板１３の背面はフレーム１１によって面拘束されている。

基板１３は、割れ・欠けを防止するために、その周囲に面取り部１３ｂが形成されている。ロック付シリンダ１４の先端は、ＸＹ断面において傾斜を有しており、例えば、基板１３のエッジに対して１０°前後傾くよう形成されている。ロック付シリンダ１４は、この斜面で基板１３の面取り部１３ｂを斜め前方から押さえる。ロック付シリンダ１４は、基板１３の面取り部１３ｂを支持することにより、基板１３のＹ方向のエッジを支持するのに比べて、支持によって生じる基板１３のひずみを低減することができる。

ロック付シリンダ１４は、シリンダ内部のエアの状態により、３つの状態を有している。ロック付シリンダ１４は、Ｙ方向（矢印で示す方向）に移動可能である。基板１３を挟み込むように位置する、対向するロック付シリンダ１４の距離（位置Ａ、Ｂ、Ｃ）が変化することにより、ロック付シリンダ１４による基板１３の保持状態が変化する。第１状態は、ロック付シリンダ１４の先端はＡに位置し、対向するロック付シリンダ１４は最も近づいている状態である。第１状態では、ロック付シリンダ１４のシリンダ内のエアが抜かれ、ロック状態となる。ロック状態では、ロック付シリンダ１４は、基板１３が外力によって移動しない力で基板１３を両側から支持する。第２状態は、ロック付シリンダ１４の先端はＢに位置し、対向するロック付シリンダ１４は、第１状態よりもやや離れた状態である。

第２状態では、シリンダ内に一定量のエアが封入され、仮ロック状態となる。仮ロック状態では、ロック付シリンダ１４は、基板１３が正面側へ倒れない強さ以上で、且つ、基板１３に加えられた外力によって基板１３がＹＺ平面で移動可能な強さで基板１３を支持する。基板１３を支持しない第３状態は、ロック付シリンダ１４の先端はＣに位置し、対向するロック付シリンダ１４は、最も離れた位置にある。第３状態では、ロック付シリンダ１４のシリンダ内に十分には、エアが封入され、ロック解除状態となる。ロック解除状態では、ロック付シリンダ１４は基板１３に接触せず、基板１３はＹＺ平面で自由に移動可能である。ロック付シリンダ１４の先端部には、弾性部材１４ａが設けられている。この弾性部材１４ａは、基板１３の側面の自然の撓みに合わせて変形することで基板１３を保護する。

図１４は、基板保持装置１０のシーケンスを示すフローチャートである。はじめに、保持する基板１３の荷重を設定する（Ｓ１）。設定された荷重に基づいて、前述した方法により連結部材１８を引っ張る力を算出する（Ｓ２）。基板１３を挟んで対向する両側のロック付シリンダ１４の距離は、基板１３の設置前においては最も離れている（図１３の位置Ｃ）。すなわち、ロック付シリンダ１４は、第３状態であるロック解除状態に設定されている。この状態において、作業用ロボット等を用い、ロボットアームに保持された基板１３を、正面側から基板保持装置１０に近づける。そして、基板１３の背面側がフレーム１１の内側に接すると共に、複数の保持ユニット１７の上に基板１３が乗る位置に基板１３を設置する（Ｓ３）。そして、基板１３がフレーム１１にセットされる瞬間に、ステップＳ２において算出された力Ｎ２で連結部材１８を引っ張る（Ｓ４）。すなわち、ステップＳ４において、連結部材１８を引っ張ることで、くさびブロック２２に均一に−Ｙ方向に打ち込む力Ｎ２が負荷される。この結果、くさびブロック２２は、荷重の水平成分Ｎ１による引き抜く力とバネ１８ｃの復元力によって打ち込むＮ２とがつり合う位置まで移動する。これにより、すべての保持ユニット１７には、均一な荷重が負荷される。

そして、ロック付シリンダ１４を第２状態とし、仮ロック状態に設定する（Ｓ５）。基板１３を挟むように対向するロック付シリンダ１４の距離を近づけ、ロック付シリンダ１４を位置Ｂ（図１３）まで移動させる。ここで、ロック付シリンダ１４は、基板１３に形成された面取り部１３ｂを正面から押さえつけるように基板１３を保持する。この状態では、基板１３の背面側はフレーム１１に支持され、側面及び正面側はロック付シリンダ１４によって保持されているため、基板１３が倒れることはない。

次に、スキュー調整機構９によって支持ブロック１５をフレーム１１に対して移動させ、フレーム１１（検査ヘッド７）に対してパターン１３ａが平行になるようスキュー調整を行う（Ｓ６）。具体的には、フレーム１１に対するパターン１３ａの傾き（θ）を測定し、パターン１３ａとフレーム１１とが平行になるように、アクチュエータ２０を駆動する。フレーム１１に対して基板１３が＋θ（θ＞０）だけ傾いている場合では（図８）、支持ブロック１５を保持ユニット１７に対して＋Ｙ方向にスライド移動させる（図９）。また、フレーム１１に対して基板１３が−θ（θ＜０）だけ傾いた場合では（図１０）、支持ブロック１５を保持ユニット１７に対して−Ｙ方向にスライド移動させる（図１１）。

このように、設置された基板１３の状態に応じて支持ブロック１５をＹ方向にスライドさせることで、保持ユニット１７を保持する支持ブロック１５の支持面１５ａの位置を変化させる。支持面１５ａの傾斜角度は、支持ブロック１５毎に異なるよう形成されているため、支持ブロック１５によって支持される保持ユニット１７毎に高さの変位量ｄｚも変化する。この結果、中央の支持ブロック１５を中心として、基板１３が回転し、スキュー調整を行うことができる。これにより、スキュー調整後では、基板１３上に形成されたパターン１３ａとフレーム１１（検査ヘッド７）を平行とすることができる。

スキュー調整が完了した後に、ロック付シリンダ１４を第１状態に設定し、基板１３をロックする（Ｓ７）。このとき、基板１３を介して対向するロック付シリンダ１４は、最も接近した状態となり（図１３の位置Ａ）、基板１３にある程度の外力が加えられても基板１３は滑らず移動しない。このように、ロック付シリンダ１４によって両側が固定された状態で、基板１３上を検査ヘッド７によってスキャンしていく（Ｓ８）。例えば、検査ヘッド７の位置（Ｚ方向）を固定した状態で、基板１３をＹ方向に移動させる。その後、検査ヘッド７のＺ方向の位置を変え、再び基板１３をＹ方向に移動させる。このように、検査ヘッド７を固定し、基板１３をＹ方向に移動させる動作を繰り返し、基板１３に形成されたパターンを検査ヘッド７によってスキャンしていく。このように、スキュー調整後の基板１３を固定した状態で、基板１３の検査を行うことで、パターン１３ａと検査ヘッド７が平行な状態に保たれ、正確なパターン１３ａ検査を行うことができる。

このように、本実施形態によれば、スキュー調整機構９において、支持ブロック１５の支持面１５ａの高さをスライド方向（Ｙ方向）に従って変化させ、フレーム１１に対して支持ブロック１５をＹ方向にスライド移動させることで、複数の支持面１５ａで基板１３を支えながら安定した状態でスキュー調整をすることができる。また、荷重分散機構８において、上面の高さが変化するくさびブロック２２を用い、このくさびブロック２２を複数の保持ユニット１７において均一な力で打ち込むことで、基板１３の下辺の形状に関わらず複数の支持点に均一に荷重を分散することができる。これにより、基板１３に生じるひずみを基板１３の終端部に止め、パターン形成領域へのひずみの影響を低減することができる。この結果、精度よく基板１３を保持することができ、基板１３の検査精度を向上させることができる。

図１５は、支持ブロック１５の他の実施例について示した図である。支持ブロック１５は、Ｙ方向において支持面１５ａの高さが変化していれば他の構成としてもよい。例えば、支持面１５ａは、図１５（Ａ）に示すようＲ形状に形成することができる。複数の支持ブロック１５Ａは、ある１つの回転中心に対して、全ての支持ブロック１５Ａの支持面１５Ａａがその回転中心から等距離にあるよう構成されている。このような構成としても、Ｙ方向において支持面の高さが変化するよう構成されているため、保持ユニット１７に対して支持ブロック１５ＡをＹ方向にスライド移動させれば、それぞれの支持ブロック１５Ａに対応する保持ユニット１７の高さを変化させることができる。

なお、支持ブロック１５Ａは、複数の支持ブロック１５Ａとして形成されているが、１つのブロックで、一端から他端まで高さが変化する一連の支持面１５Ａａを有しているように構成することもできる。また、複数の支持ブロック１５Ａは等間隔に形成されているが、支持ブロック１５Ａの間隔は任意に設定することができる。この場合、ｄｚ^２／ｄｙ＝２ｙとなるよう構成すればよい。なお、支持ブロック１５Ａは基礎ブロック１６に一体形成されている必要はなく、フレーム１１に対してスライド移動する際に、複数の支持ブロック１５が同じ変位量ｄｙでＹ方向に移動できればそれぞれが分離されていてもよい。

また、基準となる支持ブロック１５は、中央の支持ブロック１５とする必要はない。例えば、基準となる支持ブロック１５を図１５（Ｂ）に示すように、最も−Ｙ側に位置する支持ブロック１５Ｂとし、＋Ｙ側の支持ブロック１５Ｂになるにしたがってその斜面１５Ｂａの傾斜角度を一定量ずつ変化させるよう構成することができる。このように、基準となる支持ブロック１５Ｂを任意の位置に配することにより、スキュー調整を行う回転中心の位置を任意に設定することができる。図１５（Ｂ）のように、支持ブロック１５のＺ方向の高さが−Ｙ側から＋Ｙ側に向かって次第に小さくなる場合には、支持ブロック１５Ｂに対応する保持ユニット１７は、−Ｙ側から＋Ｙ側に向かって、Ｚ方向の大きさを次第に大きくするよう構成することが好ましい。これにより、スキュー調整前の基板１３の底面の傾きをほぼ水平とすることができる。このように、支持ブロック１５の形状は、Ｙ方向においてその支持面１５ａの高さが変化するよう構成すれば、種種に設計変更可能である。

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係る基板保持装置１０の全体構成を示す正面図である。 基板保持調整機構１２の更に詳細な構成を示す斜視図である。 基板保持調整機構１２の他の斜視図である。 保持ユニット１７のＸＹ断面図である。 保持ユニット１７のＺＸ断面図である。 保持ユニット１７の上面部分を示すＹＺ平面図である。 支持ブロック１５の全体構成を示すＸＹ平面図である。 スキュー調整機構９の動作を示す正面図である。 スキュー調整機構９の動作を示す正面図である。 スキュー調整機構９の動作を示す正面図である。 スキュー調整機構９の動作を示す正面図である。 荷重分散機構８の動作を示すＸＺ平面図である。 フレーム１１、基板１３、及びロック付シリンダ１４の位置関係を示すＸＹ断面図である。 基板保持装置１０のシーケンスを示すフローチャートである。 他の支持ブロックの形状を示す図である。

符号の説明

８…荷重分散機構 ９…スキュー調整機構 １０…基板保持装置 １１…フレーム １２…基板保持調整機構 １３…基板 １３ａ…パターン １３ｂ…面取り部 １４…ロック付シリンダ １４ａ…弾性部材 １５…支持ブロック １５ａ…支持面 １５ａ…支持面 １５ｂ…溝 １６…基礎ブロック １７…保持ユニット １８…連結部材 １８ａ…リンク部材 １８ｂ…関節部材 １８ｃ…バネ １８ｄ…円板部材 １８ｅ…枢軸 １９…アクチュエータ ２０…アクチュエータ ２１…ベースブロック ２２…くさびブロック ２２ａ…溝 ２２ｂ…溝 ２３…コンタクトブロック ２４…ガイドブロック ２５…ボルト ２６…弾性部材 ２７…ベース側係止部材 ２７ａ…係止片 ２７ｂ…係止片 ２７ｃ…固定接続部 ２８…コンタクト側係止部材 ２８ａ…固定接続部 ２８ｂ…係止片 ２９…カバー ３０…アクチュエータ Ｎ１…水平成分（引き抜く力） Ｎ２…打ち込む力 Ｕ１…保持ユニット Ｕ２…保持ユニット

Claims (17)

1. 起立状態の基板の傾きを変えるスキュー調整を行うことが可能な基板保持装置であって、
   前記基板を下から保持する３以上の保持ユニットと、
   前記保持ユニットを支持面で支持する支持ブロックと、
   前記支持ブロックを前記保持ユニットに対してスライド移動させる第１スライド機構と、を備え、
   前記支持ブロックの前記支持面の高さは、前記第１スライド機構のスライド量に応じて変化し、
   前記保持ユニットの前記スライド量に対する高さの変位量は、前記保持ユニット毎に異なる
   基板保持装置。
2. 前記保持ユニットの前記スライド量に対する高さの変位量は、一端の前記保持ユニットから他端の前記保持ユニットに向かうにつれて単調に増加又は減少する
   請求項１記載の基板保持装置。
3. 前記支持ブロックは、複数個あり、
   前記支持ブロックは、一定角度の傾斜面を有し、
   前記傾斜面の角度は、前記支持ブロック毎に異なる
   請求項１又は２記載の基板保持装置。
4. 複数の前記支持ブロックは、１つの基礎ブロックと一体形成されている
   請求項３記載の基板保持装置。
5. 前記支持ブロック及び前記保持ユニットの一方には、ガイド溝が形成され、
   前記支持ブロック及び前記保持ユニットの他方には、前記ガイド溝に係合する規制ブロックが形成され、
   前記規制ブロックは、前記保持ブロックを前記支持ブロックに対してスライド移動可能に前記ガイド溝に係合し、前記支持ブロックと前記保持ブロックとが離散しないよう規制する
   請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の基板保持装置。
6. 前記保持ユニットは、
   前記支持ブロックの上に配されるベースブロックと、
   前記基板に接するコンタクトブロックと、
   前記ベースブロックと前記コンタクトブロックとの間に介され、前記コンタクトブロックとの当接面の高さが前記スライド移動方向の位置に応じて異なる高さに形成されたくさびブロックと、を有し、
   複数の前記保持ユニットのくさびブロックを同じ力で前記スライド移動方向に駆動する第２スライド機構を更に有する
   請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の基板保持装置。
7. 隣接する前記くさびブロックは、前記スライド移動方向に伸縮可能な連結部材によって連結されている
   請求項６に記載の基板保持装置。
8. 前記ベースブロック及び前記コンタクトブロックの前記スライド移動方向の位置を規制するガイドブロックを更に有する
   請求項６又は７に記載の基板保持装置。
9. 前記コンタクトブロックは、前記基板に接する面に弾性部材を有する
   請求項６乃至８のうちいずれか１項に記載の基板保持装置。
10. 前記コンタクトブロックは、前記基板との接触面が、Ｒ形状に形成されている
    請求項６乃至９のうちいずれか１項に記載の基板保持装置。
11. 前記基板の側辺を保持する複数の側辺保持部材を更に有する
    請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の基板保持装置。
12. 前記側辺保持部材は、前記基板の対向する側面から挟みこんで前記基板を固定する保持部材であって、
    前記第１スライド機構の前記スライド移動によって前記基板のスキュー調整する際に、仮ロック状態となって前記基板を移動可能に保持する
    請求項１１記載の基板保持装置。
13. 前記側辺保持部材は、前記基板に形成された面取り部分を保持する
    請求項１１又は１２記載の基板保持装置。
14. 前記１乃至１３のうちいずれか１項に記載の基板保持装置を備えた
    基板検査装置。
15. 基板を起立状態で保持する基板保持装置であって、
    前記基板を下から保持する３以上の保持ユニットと、前記保持ユニットを支持面で支持する支持ブロックと、前記支持ブロックを前記保持ユニットに対してスライド移動させるスライド機構と、を備え、
    前記保持ユニットは、前記支持ブロックの上に配されるベースブロックと、前記基板に接するコンタクトブロックと、前記ベースブロックと前記コンタクトブロックとの間に介され、前記コンタクトブロックとの当接面が前記スライド移動方向に応じて異なる高さに形成されたくさびブロックと、を備えたものであり、
    前記スライド機構は、前記３以上の保持ユニットの前記くさびブロックを同じ力で前記スライド移動方向に駆動するものである
    基板保持装置。
16. 基板を下から保持する３以上の保持ユニットと、前記保持ユニットを支持面で支持する支持ブロックと、前記支持ブロックを前記保持ユニットに対してスライド移動させるスライド機構とを備えた基板保持装置に、前記基板を起立させた状態で設置し、
    前記３以上の保持ユニットに対して前記支持ブロックをスライド移動させて、前記３以上の保持ユニットのスライド量に対する高さの変位量を前記保持ユニット毎に異ならせてスキュー調整を行い、
    その後、前記基板保持装置に保持され前記スキュー調整された状態のまま、前記基板の検査を行う
    基板の検査方法。
17. 前記基板のスキュー調整が終了した後に、前記基板を前記基板保持装置に固定し、前記基板を撮像手段によってスキャンすることで前記基板の検査を行う
    請求項１６記載の基板の検査方法。

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