JP4931280B2 - シート状材料の試験方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状材料の試験を行う分野に関するものであり、特にコンピュータの平坦なパネルディスプレイで使用されるガラスシートのような薄いガラスシート、または半導体ウエハの試験に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
ガラスシートまたはパネルは、通常、ガラスシートの製造後で、平坦なパネルディスプレイのような製品に組立る前はカセット中に保持されている。同様に半導体ウエハはカセット中に配置されている。カセットは本質的にシートに適合するように寸法が定められた箱、すなわち選択された寸法のカセットである。既存の１つのデザインのカセットでは、カセットパネル支持体の側部から内側に向かう突出部が設けられている。パネル支持体は相互に指定された距離離れている。この指定された距離は、カセットからパネルを取出し、またはカセットにパネルを挿入するために、パネル支持体相互間にロボットの端部作動子（先端部作動子、エンド・エフェクタ）が通過することができるように選定されている。
【０００３】
製造後、処理期間中の各種のステップ（工程）後、パネル、半導体ウエハ、およびその他のシート状材料は各種の物理的、電気的、機械的および化学的特性について試験される。通常は、製造時に上記パネルまたはウエハの損傷を最少に抑えるような態様でこれらのパネルまたはウエハをつかむ（パネルまたはウエハと係合する）端部作動子（先端部作動子）を具えたロボットによって上記パネルまたはウエハはカセット内に配置される。パネルまたはウエハの試験を行いたいときは、ロボットの端部作動子はカセット内に挿入され、パネルまたはウエハをつかみ、これらのパネルまたはウエハをカセットから試験装置に移送する。次にロボットはパネルまたはウエハを試験装置上の適当な支持装置上に配置する。試験装置のハンドラ（取り扱い手段）はパネルまたはウエハを試験用ヘッドに関して移動させ、試験用ヘッドはパネルまたはウエハに対して各種の試験を行う。試験が終了すると、ロボットは再びパネルまたはウエハをつかんでこれらを試験装置から運び出してカセットに戻す。
【０００４】
これには幾つかの問題がある。試験時間には、パネルをカセットから運び出し、これを試験装置にまで移動させるための時間、さらにパネルを試験装置から運び出してこれをカセットに戻すための時間が含まれている。ロボットの端部作動子または試験装置のハンドラのような取り扱い装置によってパネルまたはウエハをつかむとき、またはパネルまたはウエハを解放するときに、これらに損傷を与える危険性がある。ウエハまたはパネルを連続的につかみ、解放するための幾つかの装置を設ける必要があることから、測定または試験の前にサンプルまたはシートを配置するのに要する時間、測定または試験後にサンプルを戻すのに要する時間は増大する。
【０００５】
【発明の目的および利点】
本発明の目的は、パネルまたはウエハのようなシート状材料を試験するのに関係する処理時間を短縮する、上記パネルまたはウエハのようなシート状材料の物理的、化学的、電気的および機械的特性の試験方法および試験装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、シート状材料が試験に伴って損傷を受ける危険性を低減した上記シート状材料の試験方法および試験装置を提供することにある。
本発明の利点は、上述の目的が達成されることである。
本発明の他の目的、利点は以下の本発明の詳細な説明から明らかになろう。
【０００６】
【発明の概要】
シート状材料を試験する装置は、１あるいはそれ以上のシート状材料を収納するように適合されたカセットと、該カセットに関して固定して取り付けられた１あるいはそれ以上のセンサとを含んでいる。センサはカセットの外にある試験位置に隣接して設置されている。上記カセットとセンサは、適当な端部作動子（先端部作動子）がシート状材料をカセット中の収納位置とセンサに隣接する試験位置との間で移動させる。
【０００７】
シート状材料を試験する方法は、カセット中にシート状材料を配置するステップと、カセットに関して固定して取り付けられた１あるいはそれ以上のセンサを使用して試験を実施するステップとを含んでいる。この方法は、カセットからシートを取出し、このシートをセンサに関して幾つかの位置に順々に配置し、および試験の終了時にシートをカセット内に戻すための端部作動子を含んでいる。
【０００８】
シート状材料を試験する装置は、カセット中に配置されたシート状材料の表面に隣接して配置されたセンサと、材料のたわみ（サグ）を減少させるために配置された支持体（基板、サポート）とを含んでいる。
【０００９】
シート状材料を試験する方法は、カセット中にシート状材料を配置するステップと、カセット中にある間にシート状材料を試験するステップとを含んでいる。
【００１０】
本発明によるカセットは棚を含み、この棚はその中にシート状材料の特性を試験するための指定された試験用ヘッドを具備している。
【００１１】
【実施例の詳細な説明】
図１を参照すると、これには本発明による装置１０が示されている。装置１０はロボットアームの端部作動子（エフェクタ）である。もう少し大まかに云えば、装置１０は可動ユニットである。装置１０は、その長さおよび幅に比して高さ方向が比較的薄い概して平坦な端部作動子である。装置１０は、この実施形態では高さ方向に比較的薄く、試験されるパネルまたはウエハのすぐ下で且つカセット中の支持された下側パネルまたはウエハの上に充分の余裕（クリアランス）をもって適合（フィット）することができる。装置１０の高さ（厚み）は、基本的にはこれがカセット中にある次の下側パネルまたはウエハに接触することなく通り抜けなければならないという条件を満足するように決定される。
【００１２】
装置１０は３本の突出する指状体１５を有している。各指状体１５にはセンサまたは試験用ヘッド２０が設けられている。指状体１５の数は、実行される試験パターンに基づいて必要に応じて変更可能である。各センサ２０は、カセット中に配置されたパネルまたはウエハに隣接して位置するのに適している。センサ２０は、シート状材料の特性を試験するための数多くの形式の周知のコンパクトな試験用ヘッドの任意のものを使用することができる。適当な試験用ヘッドを使用することにより、シート状材料の多くの種類の物理的、化学的、機械的および電気的特性を試験することができる。例えば、試験用ヘッドによって渦電流シート抵抗試験を行うことができる。光反射試験が行われることもある。光反射試験が行われるときは、試験用ヘッドに光ファイバが設けられる。センサ２０と、制御装置（コントローラ）と、データ蓄積装置と、読出し装置との間で通信を行うために、装置１０の本体内に適当な回路が設けられ、配線が施される。通信にはセンサ２０に送られる制御信号、センサ２０から受信されるデータ信号が含まれる。単なる例として３個のセンサ２０が示されている。センサの数は、一度に試験される位置の数に基づいて必要に応じて選択される。
【００１３】
別の実施例として、個々のセンサ２０の代わりに渦電流検出用の対をなす共通平面のセンサと検出器が設けられることもある。
【００１４】
センサ２０の両側にはシート状材料と係合する（シート状材料をつかむ）装置２５が設けられている。装置２５は、当技術分野で周知の小さな真空ヘッドまたは真空吸着保持手段（vacuum hold downs：真空保持ダウン、真空ホールドダウン）でよい。装置２５は、試験が行なわれる間、パネルとセンサ２０との間の相互移動を阻止するように作用する。真空ヘッド２５と電気的に制御されるバルブ（図示せず）との間には空気ライン（配管）（図示せず）が設けられている。装置２５も同様にパネルを支持する。パネルがパネル支持体によってのみ支持されれば、パネルにたわみ（サグ）が生じる可能性があるので、装置２５はこのたわみ（サグ）を減少させるように作用する。また、この装置２５はたわみにより生じるパネルのストレスを減少させるようにも作用することができる。
【００１５】
図１には、また、内部にパネルまたはシート３５を有するカセット３０が示されている。カセット３０は、平坦な水平の底部と、平坦な垂直の平行な側部と、平坦な水平の上部と、平坦な背面の壁とを有する一般に箱形に形成されている。背面の壁と反対側には前部開口部が設けられている。ここで使用されているカセットという用語は、パネルまたはウエハのような多数のシート状材料を保持し、保護するための任意の容器を含んでいる。２つの側壁からパネル支持体４０が内側に向けて突出している。図１には１組のパネル支持体４０のみが示されている。視覚的な説明の都合上、パネル支持体４０はパネル３５を通るように示されている。カセット３０には多数のこのような支持体が設けられている。カセット３０の水平位置には多数のパネルが支持されている。
【００１６】
本発明による方法では、装置１０はロボットアームに取り付けられている。ロボットアームにより、装置１０を支持し、正確に移動させ且つ配置することができる任意の装置が得られる。装置１０はカセット３０中のシート３５に対して位置設定される。最初、カセット３０の開口部に最も近い１組の位置すなわち位置５０においてシート３５に関する試験が行われるように装置１０が配置される。好ましくは、装置１０はシート３５の下の位置に移動させられ、次いでシート３５に接触するように上昇させられ、さらにシート３５のたわみ（サグ）を十分に減少させるのに十分な距離だけ僅かに上昇させられる。この最後のステップ（工程）では約１２７ミクロン（５ミル）の上方への移動が含まれているが、正確な距離はシート間の距離と、たわみに対する特定の材料と厚みの影響（影響の受け易さ）とに基づいて変更される。装置１０はセンサ２０が位置５０にある状態で止まっており、装置２５はシート３５に対するセンサ２０の相対的な動きを防止するためにシート３５を保持している。試験が終了すると、装置２５はシート３５を解放する。装置１０は次の選択された１組の位置に向けて移動し、上記のプロセス（処理）が繰り返される。そこで装置２５はシート３５をつかむ（保持する）。センサ２０は位置５５においてシート３５の試験を行う。装置２５はシート３５を解放し、すべての所望の位置で試験が行われるまでこの処理が繰り返される。勿論、シート上の各種の位置の試験の順序を変更してもよい。センサ２０が背面の側壁に最も近い所望の試験位置に接触できるように、装置１０は十分に長くなければならない。
【００１７】
図１は、３個のセンサ２０の垂直位置が互いに独立した個々の高さを有するように示されている。装置１０を指状体のない構造に構成して、すべてのセンサ２０を単一の表面上に支持してもよい。センサ２０の数と相対的な位置関係は必要に応じて任意に設定される。
【００１８】
要約すれば、図１および図２に示す実施例では、１あるいはそれ以上のセンサ２０または試験装置を有するロボットの端部作動子１０が設けられている。端部作動子１０の寸法は、多数の平坦なシート状材料を保持するためにカセット３０中のシート状材料相互間に適合するように設定されている。端部作動子の長さは、シートを移動させることなく、カセット中に完全に挿入されたシート全体またはシートの大部分にわたって試験するのに十分なものである。端部作動子上に多数のセンサが設けられていてもよく、また試験期間中にセンサとシートが相対的に移動するのを防止するためにシートと係合する（シートを保持する）ための装置が設けられていてもよい。端部作動子の寸法は、カセットの両側の側部壁から突出するパネル支持体間に適合するように定められている。
【００１９】
上述の本願発明の方法では、１あるいはそれ以上のセンサが設けられた端部作動子が、シート状材料を保持するカセット中に挿入されて１枚のシートに対して移動させられ、それによってセンサはシートの表面上の多数の点の選択された位置で材料の試験を行う。この処理工程（プロセス）はカセット中のすべてのシートについて繰り返される。
このような作動子は、例えばジェンマルク（Ｇｅｎｍａｒｋ）社から市販されているジェンコボット（Ｇｅｎｃｏｂｏｔ）７またはＧＰＲロボットに設けられる。
【００２０】
図３および図４を参照すると、これには本発明による別の形式の端部作動子１１０が示されている。図３ではカセット１３０のすぐ近くに端部作動子１１０が示されており、カセット１３０内には試験される例示の平坦なパネル１３５が配置されていて、支持体１４０上に支持されている。端部作動子１１０にはセンサ１５０のアレイ（配列）が設けられている。図１に関して説明したように、センサ１５０は任意の適当なセンサまたは試験用ヘッドでよい。センサ１５０は各指状体１１５上に直線的に配列されている。センサ１５０の近傍には真空吸着保持手段１２０が設けられている。センサは外部制御電子回路およびセンサ１５０からの読出しを検出し、蓄積する電子回路に対してマルチプレックス（多重化）されている。
【００２１】
動作に関しては、端部作動子１１０はロボットアーム（図示せず）の動きによってシート状材料と接触状態にされる。端部作動子１１０は、センサ１５０がシート状材料の表面のかなりの部分に隣接して配置されるように、シート状材料に対して配置される。その結果、１回の配置によってセンサ１５０はシート状材料に関する固有の試験を実施することができる。好ましくは、端部作動子１１０は、シート状材料の底面と係合（接触）し且つシート状材料のたわみ（サグ）を減少させ、好ましくはたわみを解消するために、シート状材料を僅かに上昇させるように垂直方向に移動させられる。例えば、端部作動子１１０は、シート状材料の底面と接触した後、約１２７ミクロン（約５ミル）上昇させられる。試験期間中のシート状材料のたわみは、試験結果に異常な結果を生じさせるために望ましくない。
【００２２】
端部作動子１１０が垂直方向に移動した後、真空吸着保持手段１２０が、各センサ１５０がシート状材料の表面に対して静止状態を維持するように係合する。これによって、センサ１５０は試験区域１５５に接近した状態で維持されて、試験を行うことができる状態になる。次に、試験が実行される。センサのマルチプレクス（多重化）により、試験は必ずしも同時に行われず、端部作動子１１０の各指状体に沿って順次に行なわれることもある。試験の終了後、真空状態は解除される。端部作動子１１０は、シート状材料との接触状態がなくなるまで下方向に垂直に移動させられる。次に、端部作動子１１０はカセットの開口部から外方向に移動させられる。次に端部作動子１１０はカセット１３０中の試験すべき次のシートに対して適正に配置され、試験が行われる。シートの試験中に端部作動子を移動させる必要がないことにより、効率が改善され、このようなシート状材料の表面に損傷を与える危険性が減少する。
【００２３】
図５、図６および図７を参照すると、これにはシート状材料をカセット内で試験するための本発明の他の実施例が示されている。これには本発明によるカセット２３０が示されている。カセット２３０は、前部開口を有し、他の５面に壁を有する本質的に長方形の箱形である。壁は、金属またはセラミックスのような平坦なパネルまたはウエハを収納するのに使用されるカセット用の通常使用されている材料で作られている。カセット２３０は、シート状材料の試験を行うための複数のシート用棚２４０を有している。各棚２４０は硬質で汚れのない材料の平坦なシートからなる。例えば、棚２４０は各種のセラミックスの１つで作られている。棚２４０はアルミニウムのような金属でもよく、棚のアルミニウムと導体との間に適当な絶縁物を設けてもよい。より良好なシールド効果を得るために、薄板状（ラミネート）銅よりも重い導体を使用することもできる。重い導体である絶縁されたワイヤが使用されると、アルミニウムの導電性は不利にはならない。各棚２４０はカセット２３０の側壁に固定して支持されている。棚２４０は接着剤によって側壁に接着されていてもよく、側壁に取り付けられた突出するワイヤ上に支持されていてもよく、あるいは他の方法で安全に且つ固定して支持されていてもよい。各棚２４０は、そこにアレイの形で形成された複数の試験用ヘッドまたはセンサ２５０を有している。
【００２４】
材料の表面の相当な（重要な）部分を含む試験点で試験を行うことができるように、アレイは試験される材料の表面に対応する寸法に選択されていることが望ましい。センサ２５０は棚２４０の平坦な上面のレベルに埋め込まれていることがのぞましい。センサの位置のパターンは変更可能であるが、このセンサは何本かのラインに配列されている。真空吸着保持手段２６０が各センサ２５０に隣接して対をなして配置されている。必要に応じてより少数またはより多数の真空吸着保持手段が設けられていてもよく、または異なる位置に設けられていてもよい。真空吸着保持手段は棚２４０の本体の凹部または井戸（ウエル）の形態のものでよく、井戸は管（チューブ）と物理的に連通している。各棚２４０にはセンサ２５０の列相互間の中間に１あるいはそれ以上の切り込みまたは凹部が限定（形成）されていることがのぞましい。凹所２７０は棚２４０とシート状材料との接触面積を減少させるようにその形状、寸法が定められている。凹所２７０は、また特にカセット２３０の壁の中間における棚２４０の重量を減少させる。この重量の減少により棚２４０のたわみが減少する傾向がある。
【００２５】
配線２８０の例が棚２４０の表面に示されている。配線２８０は棚２４０の下面に配置されていてもよく、好ましくは棚２４０の内部に配置されている。実際には各センサ２５０はそれに関連する制御ラインと読出しラインとを有している。適当な制御およびメモリ電子回路が設けられた回路板２９０の一例が各棚２４０のすぐ下に示されている。センサに対する試験データ用の制御およびメモリを与えるための適当な機能が、カセットの壁の外面のようなカセット上の任意の場所に物理的に配置されている。この他に、棚２４０の配線２８０をカセット２３０の外側に設けられた電子回路に試験期間中電気的に接続してもよい。接続用配線を迅速に接続し、また取り除くために各棚２４０上に適当なコネクタ（接続手段）を設けてもよい。外部に配置された電子回路を使用することにより、カセット２３０内に付加スペースが設けられる。各棚２４０に対応する単一のボード（板）２９０を設ける代わりにカセット２３０中の２あるいはそれ以上の棚２４０を単一のボードに多重化（マルチプレックス）してもよい。
【００２６】
大抵の試験装置またはセンサはアナログデータを供給するので、ディジタル装置との情報の交換を容易にするためにボードがアナログ−ディジタル変換器を含んでいてもよい。この他に、ボードはアナログ用電子回路のみを含むものであってもよい。アナログ装置を使用すると、遠隔位置にアナログ−ディジタル変換器を必要とするが、ボードの複雑さは低減する。
【００２７】
光反射試験が行われるときは、センサへの配線の代わりに光ファイバが設けられる。各試験用ヘッドには、放射光用の光ファイバと、反射光用の光ファイバの１対の光ファイバが設けられている。光ファイバは棚の下面または棚の内部に形成された空所内に配置されていることが好ましい。光放射器および光検出器は関連するボード上の棚自体に設けられていてもよいし、遠隔位置に設けられていてもよい。
【００２８】
真空吸着保持手段は、電気的に動作させられるバルブから導かれる管（チューブ）またはパイプを有し、この管またはパイプはポンプ、真空マニホールド（多岐管）等に接続されている。棚の表面上のすべての保持手段（保持ダウン）は単一のバルブと物理的に連通していることが好ましく、それによって表面上のすべての真空吸着保持手段はシート状材料と同時に係合し、またシート状材料を同時に解放する。バルブはカセット上に設けられていてもよいし、外部に設けられていてもよい。真空吸着保持手段から導かれる管またはパイプに適当な結合手段が設けられている。速やかな接続、解放ができるように真空ライン用の結合手段が設けられていてもよい。
【００２９】
図５乃至７に示す装置では、シート状材料は適当なロボット端部作動子によってカセット２３０内に配置される。シートは真空吸着保持手段２６０と接触するようにセラミック製棚２４０の表面上に配置される。外部電子回路をシートに接続しなければならないときには、その接続が行なわれる。制御ボードまたは外部電子回路からの制御信号に応答してバルブが開かれると、真空吸着保持手段２６０はシートと係合する。次いで試験が行われる。試験期間中、試験用ヘッド２５０は制御ボード２９０または外部電子回路によって適当な信号を発生するようにされ、また周知の技術に従ってその試験区域を感知する。試験が終了すると、すべての電気的接続が取り除かれる。シートはカセット内に止まっており。カセットは次の処理ステップ用の位置に移される。
【００３０】
次に図８および図９を参照する。図８および図９には図５、図６および図７に示す棚の別の実施例が示されている。棚３４０はパネルまたはウエハの両面に関連するセンサ装置または放射装置を必要とする試験を行うために構成されている。棚３４０は、棚２４０に関して説明したように、棚の上面の凹所に配置されたセンサまたは試験用ヘッド、および真空吸着保持手段３６０と、凹所３７０とを有している。図９および図１０に示すように棚３４０の下面には、この下面に形成された凹所内に配置された試験用ヘッドまたはセンサ３５５が設けられている。試験用ヘッド３５５は試験用ヘッド３５０と整列している。適当にデザインされた第１の棚上の試験用ヘッド３５０と第２の棚上の試験用ヘッド３５５は、周知の技術に従って各種の特性を試験するためにシートまたはウエハを通して誘導的に結合されていてもよい。試験用ヘッド３５０と試験用ヘッド３５５は、各種の特性を試験するために他の態様で協働するように設計されていてもよい。例えば、試験用ヘッド３５０は光を放射し、試験用ヘッド３５５は試験用ヘッド３５０によって放射された光、または試験用ヘッド３５０によって放射された光による露光の結果として材料によって放射された光を検出することができる。既存の装置のデザインは、棚３４０の表面に形成された凹所に適合するように単純に適当に小型化される。図８、図９、図１０のデザインはカセットに容易に組み込まれる。
【００３１】
図９および図１０にも真空装置または真空吸着保持手段に向けて伸びるライン（配管）または管（チューブ）３７５が示されている。これらのライン３７５は全て単一のソース（源）に物理的に連通している。ライン３７５はセンサ３５５を塞ぐ（ブロックする）ことはない。上述のように、単一のバルブが真空マニホールド（多岐管）またはポンプとの連通状態を制御する。
【００３２】
図１１を参照すると、これには本発明による棚の別の実施例の平面図が示されている。この別の実施例では、棚４４０上の各試験点には、試験材料と協働する互いに物理的に十分に接近して配置された２個のセンサ４２２、４２４が含まれている。例えば、両方の試験装置４２２、４２４は互いに誘導的に結合されるコイルであってもよい。このような誘導コイルを使用すると、各種の特性を測定することができる。典型的な配線４８０が示されている。各試験点４２０にはまた対をなす真空吸着保持手段または真空装置４５０が設けられている。
【００３３】
次に図１２を参照する。これには、カセットと試験位置ユニット５００の概略斜視図が示されている。カセット５０５は、側壁５１０とこれから内部に向けて水平に突出するシート状支持体５１５を具えた長方形の箱形の通常のカセットである。前部開口部５２０がカセット５０５中に形成されている。シート状支持体５１５は、適当な端部作動子が垂直方向に隣接するシート間で、且つシート支持体５１５間に適合するようにその位置が定められている。試験位置５２５がカセット５０５の下壁に固定して取り付けられている。試験位置５２５も前面に開口を有する長方形の箱形に形成されている。試験位置５２５には概略的に表された試験用ヘッド５３０が設けられている。試験用ヘッド５３０は、試験位置５２５に配置されたシートの物理的、機械的、化学的または電気的特性を試験するための非接触センサであることが望ましい。このような試験用ヘッドは当技術分野で周知である。例えば、試験用ヘッド５３０は、試験位置５２５の前面開口部に垂直方向に並べて配列された対をなすシート抵抗センサであってもよい。周知の技術に従って、制御装置（コントローラ）およびデータ記録ソフトウエアおよびハードウエアに対する適当な電気的接続が行なわれる。
【００３４】
また、試験位置５２５の前面開口部に沿って、試験用ヘッド５３０相互間に真空チャックまたは真空吸着保持手段５３５が設けられている。真空チャック５３５は、シートと係合して、各試験ステップの期間中このシートを試験用ヘッド５３０に対して移動しないように保持することができるように配置されている。真空チャック５３５は、また試験期間中シートのたわみを最少にする。周知の技術によって適当な真空ライン（配管）が設けられている。試験位置５２５の前面開口部の内側には基板支持体５４０が設けられている。シートが真空チャック５３５と接触して配置されると、基板支持体５４０はこれらのシートを支持するために上昇する。適当な端部作動子用の間隔（ゆとり、クリアランス）を形成するために、基板支持体５４０は試験位置５２５の床上に十分に持ち上げられる。
【００３５】
典型的な端部作動子５４５が試験位置５２５に近接して概略的に示されている。端部作動子５４５は２本の指状体５５０を有している。指状体５５０、試験用ヘッド５３０、真空チャック５３５、および基板支持体５４０はすべて、上記指状体５５０がシートを試験用ヘッド５３０によって試験を行う位置にある基板支持体５４０および真空チャック５３５上に配置することができるように、配置され且つそれぞれの寸法が定められている。
【００３６】
カセットと試験位置ユニット５００を用いてシート状材料を試験する方法において、端部作動子５４５あるいは他のロボットの端部作動子はシートをカセット５０５に装填するために使用される。次に、端部作動子５４５はカセット５０５に挿入され、シートを取出し、このシートを試験位置５２５に移動させる。試験用ヘッド５３０に対して水平面内にある所定の位置にシートが到達すると、シートが真空チャック５３５と基板支持体５４０上で支持されるように端部作動子５４５は下方に移動する。もし必要があれば、シートを端部作動子５４５上で同じように支持することもできる。次に、真空チャック５３５はシートと係合し、試験用ヘッド５３０による試験が行なわれる。試験が終了すると、真空チャック５３５はシートを解放し、端部作動子５４５は再度シートに係合する。別の位置での試験が必要であれば、シートが試験用ヘッド５３０に対して適正に配置されるまで端部作動子５４５は適当な方向に移動し、上述の処理が繰り返される。この処理は必要に応じて多数の位置で繰り返される。試験が終了すると、端部作動子５４５は試験位置からシートを取出し、このシートをカセット５０５の収納位置に戻す。カセット５０５中の各シートについて上述の処理が繰り返される。
【００３７】
上側センサの組は垂直方向に移動可能なマウント（台）上に設置されている。マウントは垂直軌道で案内される。この構成では、マウントはステッパー・モータによって垂直方向に移動させられる。この構成は、真空チャックによる保持前のシートのサグの大きさが上側センサと下側センサとの間隔よりも大であるときに好ましいものである。この構成が採用されると、端部作動子によるシートの挿入が開始されるときは、上側センサの組は上側位置にある。シートが挿入され、真空チャックで保持された後、上側センサの組は下側位置に向けて降下させられる。下側位置では、上側センサと下側センサとの間隔は、この間隔によるすべての影響が最少になるように選択される。
【００３８】
図１２の実施例では、センサが水平方向に移動できるようにセンサを設置することも可能である。試験区域内では必ずしもシートを横方向に移動させることはできないので、センサが横方向に移動することによりシートの表面の他の位置を試験することが可能になる。
【００３９】
カセットに対して取り付けられた複数のセンサを配置することにより、シートを移動させる必要のある距離を減少させることができることが理解できよう。また、別のハンドラ（取扱い具）の代わりに端部作動子を使用することにより、装置に含まれる部品点数を減少させることができ、またシートと接触する必要のある装置のアイテム（品目）数を減少させることができる。
【００４０】
図１２の実施例では、カセットと試験区域との間でシートをカセットに挿入したりカセットから引出したり、さらに試験区域内の異なる位置にシートを移動させるのに必要な垂直移動および水平移動を行うために、ロボットの端部作動子の代わりに昇降機に配置されたハンドラを使用することもできる。
【００４１】
図１３を参照すると、これにはカセット内の他の構成の棚の平面図が示されている。この構成では、カセットの開口部においてのみ部分的棚６０５が設けられている。センサ６１０と真空吸着保持手段６１５の位置は概略的に示されている。センサ６１０に対する適当な電気的接続および真空吸着保持手段６１５に対する空気配管（ライン）６１５が設けられている。典型的なシート支持体６２０がカセットの側壁および背面壁から内側に突出する水平の棚状の形式で示されている。図１４は図１３の線１４−１４に沿う前方部の部分断面図である。図１４は対応する上側センサ６２５を示している。この実施例では、シートと係合する端部作動子はシートをセンサ６１０と６２５に対して所望の位置に移動させる。真空吸着保持手段６１５がシートと係合して適当な試験が行われる。次に、真空吸着保持手段６１５はシートを解放し、端部作動子はシートを次の所定位置に移動させる。この処理は、所定数の測定が行なわれるまで繰り返される。この実施例では、センサおよび真空吸着保持手段はカセットの前部開口部においてのみ配置されているので、修理、保守点検が簡単になる。この実施例で、もし望ましいならば、センサを１個だけ設けることもできる。
【００４２】
基板および端部作動子中にセンサが設けられた実施例では、いずれも通常アルミニウムのような金属ホイル製のコイルキャップが設けられ、または個々の構成要素が別々に固定されていてもよい。すべての構成要素を支持するコイルキャップは、各センサを容易に取り付け、保守点検のために各センサを容易に取り外すことができるように構成することが可能であることにより、実用的である。
【００４３】
いずれの実施例おいても、電流のキャリアを付勢し、局部加熱を誘発させるマイクロ波放射を使用し、またサンプルの物理的、化学的、電気的および／または機械的特性を測定するためにサーモグラフィック・イメージング・システム（温度自記記録画像システム）を利用するヘッドが使用されることが理解されよう。
【００４４】
試験は単に最初の製造後のウエハおよびパネルの試験に限定されるものではなく、ウエハまたはパネルを含む製品の製造プロセスにおける任意の適当な段階後においても試験が行われることが理解されよう。
【００４５】
上述の方法および装置は、任意のシート状材料の試験に関連して使用することができ、例として挙げた平坦なパネルおよび半導体ウエハのような物品に関しての使用に限定されるものではないことが理解されよう。
【００４６】
本発明の装置および方法を特定の実施例を参照して説明したが、別の変形例も本発明の範囲に含まれることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はカセット内に典型的なパネルを有する典型的なカセットに関して配置された本発明の装置の多少概略化された図である。
【図２】 図２は図１の装置の２−２線に沿う部分断面図である。
【図３】 図３は本発明の装置の別の実施形態を表わす多少概略化された図である。
【図４】 図４は図３の装置の部分平面図である。
【図５】 図５は本発明の装置の別の実施形態を表わす多少概略化された図である。
【図６】 図６は図５の発明の基板の断面図である。
【図７】 図７は図６の発明の基板の上面図である。
【図８】 図８は図６の基板の別の実施形態の上面図である。
【図９】 図９は図８の線９−９に沿う断面図である。
【図１０】 図１０は図８の基板の底面図である。
【図１１】 図１１は本発明の基板の上面の別のデザインの平面図である。
【図１２】 図１２は本発明の別の実施例を表わす多少概略化された図である。
【図１３】 図１３は本発明によるカセットの棚構造の別の実施形態の上面図である。
【図１４】 図１４は図１３に示す実施形態の前方部の部分断面図である。

Claims (27)

1. シート状材料の非破壊試験用の、カセットと試験位置ユニットを組み合わせた装置であって、
   複数の側壁と、該複数の側壁に固定して支持されていて、１つ以上のシート状材料を収納するように適合化された複数の棚と、を含むカセットと、
   端部作動子上に支持されたシートを受け入れるための定められた空間を含む試験位置と、
   からなり、
   前記試験位置は前記カセットの壁に固定的に取り付けられており、前記試験位置は、シート状材料を支持するための硬質の支持体と、該支持体上に配置された材料の特性を試験するための１つ以上の非接触センサとを有し、
   前記カセットと前記非接触センサは、適当な端部作動子がシート状材料を前記試験位置と前記カセット中の収納位置との間で移動し得るよう構成され配置されているものである、
   装置。
2. 前記非接触センサは前記カセットの下壁の下に固定的に取り付けられており、前記試験位置は前記下壁の下にあるものである、請求項１に記載の装置。
3. 前記試験位置の近傍に１つ以上の真空吸着保持手段が設けられている、請求項１に記載の装置。
4. 前記非接触センサは材料の電気的特性を試験するよう適合化されているものである、請求項１に記載の装置。
5. 前記非接触センサは、該非接触センサと前記支持体上に配置されたシートとの間の距離を変えるために前記試験位置において垂直方向に移動するように取り付けられているものである、請求項１に記載の装置。
6. 前記非接触センサは試験用ヘッドを含むものである、請求項１に記載の装置。
7. 前記非接触センサは、シート状材料のシート抵抗を測定するように適合化されている、請求項６に記載の装置。
8. カセットと試験位置ユニットを組み合わせた装置を用いて、シート状材料を非破壊試験する方法であって、
   複数の側壁と、該複数の側壁に固定して支持された複数の棚とを含むカセットの中の収納位置からシート状材料の１枚のシートを取出すステップと、
   前記シート状材料の前記取出された１枚のシートを試験位置に配置するステップと、
   を含み、
   前記試験位置は、シート状材料の１枚のシートを受け入れるための定められた空間を含み、前記カセットの壁に固定的に取り付けられ、前記試験位置に配置された１つ以上の非接触センサに隣接して配置されており、
   さらに、前記シート状材料の１枚のシートの１つ以上の特性を測定するために前記１つ以上の非接触センサを用いて試験を行う試験ステップと、
   前記試験位置から前記シート状材料の１枚のシートを取出すステップと、
   前記シート状材料の１枚のシートを前記カセット中の前記収納位置に戻すステップと、
   を含む、方法。
9. 前記収納位置から取出すステップ、前記試験位置に配置するステップ、前記試験位置から取出すステップ、および前記収納位置に戻すステップは、端部作動子のみによって実行されるものである、請求項８に記載の方法。
10. 前記試験ステップは、さらに、材料の表面上の複数の点で試験を行うために、前記１つ以上の非接触センサに対して複数の位置にシートを順々に移動させるように前記端部作動子を使用することを含むものである、請求項９に記載の方法。
11. 位置設定ステップが、さらに、前記各位置にある非接触センサに対してシートが固定されるように該シートを保持することを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記試験ステップはシートの電気的特性を測定することを含むものである、請求項８に記載の方法。
13. 前記電気的特性を測定するステップはシート抵抗を測定することを含むものである、請求項１２に記載の方法。
14. 前記特性を測定するステップはシート状材料に向けてマイクロ波を放射することを含むものである、請求項８に記載の方法。
15. 前記シート状材料を配置するステップは、ウエハまたは平坦なパネルディスプレイ用パネルを配置することを含むものである、請求項８に記載の方法。
16. 前部開口部を定める複数の側壁と上部壁とを含むカセットと、
    水平の支持面を定める、前記側壁上に支持された複数の棚と、
    水平の上面を有する基板において前記カセットの前記前部開口部に隣接してのみ設置され、シート状材料が前記複数の棚のいずれか１つの上に配置されたとき前記シート状材料の表面に隣接して配置されるように位置設定された複数のセンサと、
    を具える、シート状材料の試験装置。
17. 前記基板は、硬質で電気的に絶縁性の材料のシートからなるものである、請求項１６に記載の装置。
18. 前記基板はさらに真空吸着保持手段を含むものである、請求項１６に記載の装置。
19. 前記基板の上面および下面にセンサが設置されている、請求項１６に記載の装置。
20. 複数の試験装置が、これらの試験装置間の結合を可能にするために互いに十分に接近して設置されている、請求項１６に記載の装置。
21. 前記センサは、シート状材料の電気的特性を測定するように適合化された試験用ヘッドである、請求項１６に記載の装置。
22. 前記センサは、シート状材料のシート抵抗を測定するように適合化されている、請求項２１に記載の装置。
23. 端部作動子を使用してシート状材料からなる１枚のシートをカセットの前部開口部に部分的に配置するステップを含み、
    前記カセットは複数の側壁と、該複数の側壁上に支持された複数の棚と、前記カセットの前記前部開口部で基板に設置された隣接するセンサとを有し、
    さらに、前記センサを使用して、前記シート状材料からなる１枚のシートを、これが前記端部作動子上に支持されている間に試験するステップと、
    前記端部作動子を使用して、前記シート状材料からなる１枚のシートを前記前部開口部を通してさらに移動させて、このシート状材料からなる１枚のシートを前記複数の棚の中の１つの棚の上に配置するステップと、
    前記端部作動子を前記カセットから移動させるステップと、
    を含む、シート状材料の試験方法。
24. 前記試験ステップは、前記シート状材料を異なる２つの位置にある前記センサの近傍に向けて連続的に移動させることを含むものである、請求項２３に記載の方法。
25. 前記基板は硬質で電気的に絶縁性の材料のシートからなるものである、請求項２３に記載の方法。
26. 特性を測定するステップが、シート状材料のシート抵抗を測定することを含む、請求項２３に記載の方法。
27. 前記シート状材料を配置するステップは、ウエハまたは平坦なパネルディスプレイ用パネルを配置することを含むものである、請求項２３に記載の方法。

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