JP5380225B2 - ガラス基板の検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示用パネル等の製造に用いられるガラス基板の検査装置に係り、特にガラス基板の表面の傷や異物を検査するのに好適なガラス基板の検査装置に関する。

表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、フォトリソグラフィー技術によりガラス基板上にパターンを形成して行われる。その際に、ガラス基板の表面や内部に傷や異物等の欠陥が存在すると、パターンが良好に形成されず、不良の原因となる。このため、欠陥検査装置を用いて、ガラス基板の表面の傷や異物等の欠陥の検査が行われている。

現在、ガラス基板の大型化が進み、第１０世代のガラス基板(２８５０ｍｍ×３０５０ｍｍ)の生産が計画されている。これに伴う検査装置の大型化も必須となっている。検査装置が大型化すると、製作性や輸送上の関係から装置を分割構造にする必要がある。

このような装置の分割構造として、表示基板用露光装置でベースフレームを三分割する方法が提案されている(特許文献１)。

特開２００７-６５５８８号

検査装置を分割すると装置の剛性の低下し、分割単位の振動が合成され、変形や振動が大きくなるという問題が生じた。変形や振動が大きくなると、ガラス基板の検査精度が低減する虞がある。

しかしながら、上記特許文献１で開示された装置においては、そのような問題について考慮されていない。

本発明は、このような問題点を鑑みてなされたもので、本発明の目的は、装置分割時の変形、振動を低減し、高精度に検査可能なガラス基板の検査装置を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、ガラス基板を載置する検査ステージと、検査光を前記ガラス基板に照射し、検査光がガラス基板の表面又は内部の異物により散乱された散乱光を受光する光学部と、前記検査ステージ及び前記光学部のうち少なくとも一方を移動させる駆動部を有する基台と、前記基台を設置する脚部を有するガラス基板検査装置において、前記基台及び前記検査ステージのうち少なくとも前記基台を前記移動方向に複数に分割し、前記脚部は剛体で構成されていることを第１の特徴とする。

また、上記目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記脚部を分割されたそれぞれの基台の角部に設けたことを第２の特徴とする。

さらに、上記目的を達成するために、第１または第２の特徴に加え、前記基台をＮ(整数)分割、前記検査ステージをＮ−１分割したことを第３の特徴とする。

また、上記目的を達成するために、第３の特徴に加え、前記Ｎ分割のうち一端側であるＮ番目の基台は前記光学部の待機位置であり、前記分割された検査ステージのうちＭ(≦Ｎ−１、整数)番目の検査ステージの移動方向の長さは、Ｍ番目の基台の移動方向の長さより短いこと第４の特徴とする。

最後に、上記目的を達成するために、第４の特徴に加え、前記Ｎは３であることを第５の特徴とする。

本発明によれば、装置分割時の変形、振動を低減し、高精度に検査可能なガラス基板の検査装置を提供することができる。

本発明の実施形態であるガラス基板検査装置の斜視図である。 図１において矢印Ａ−Ａの方向から見た本発明の実施形態であるガラス基板検査装置の側面図である。 図１において矢印Ｂの方向から見た本発明の実施形態であるガラス基板検査装置の他の側面図である。 基台フレームの下フレームを示す図である。 本発明の実施形態であるガラス基板検査装置の脚部の一側面図である。 図５において矢印Ｃの方向から見た本発明の実施形態であるガラス基板検査装置の脚部の他の側面図である。 従来のガラス基板検査装置の脚部の図５に対応する側面図である。

本発明の実施形態であるガラス基板検査装置１００の全体構成を図１乃至及び図３に示す。図１は本実施形態であるガラス基板検査装置の斜視図を示し、図２は図１において矢印A−Ａの方向から見た本実施形態であるガラス基板検査装置の側面図を示し、図３は図１において矢印Ｂの方向から見た本実施形態であるガラス基板検査装置の他の側面図を示す。

本実施形態であるガラス基板検査装置１００は、大別して、基台フレーム１、検査ステージ２、光学部３、脚部２０(図２参照)及びこれらを制御する制御部４０から構成されている。
本実施形態では、図２、図３に示すように、基台フレーム１をフレーム１ａ、１ｂ、１ｃの三分割構造とし、検査ステージを２ａ、２ｂの二分割構造としている。光学部３は図３に示すように、門型の構造となり、光学ヘッド３台４ａ、４ｂ、４ｃと詳細な検査を行なう光学顕微鏡部３０(図1参照)を有している。また、脚部２０は後述する下フレームの角部に複数個(本実施形態では片側６個、合計１２個)設けている。
分割位置は作業性を考慮して以下のように決定した。即ち、二分割された検査ステージ２ａ、２ｂは、図２に示すそのＸ方向な長さが、分割された基台フレーム１ａ、１ｂのＸ方向の長さより短く、しかも、検査ステージ２ａは基台フレーム１ａに、検査ステージ２ｂは基台フレーム１ｂに搭載されたまま、光学部３は基台フレーム１ｃに搭載されたまま輸送できるよう分割している。また、検査時においては、基台フレーム１ｃは光学部３の待機位置でもある。

基台フレーム１ａ、１ｂ、１ｃは、それぞれ上フレーム１ａｕ,１ｂｕ、１ｃｕ、下フレーム１ａｄ,１ｂｄ、１ｃｄにより構成されている。下フレームは、図４の１ａｄ、１ｂｄに示すように、四角い外枠組みの中に格子状の骨組みが形成され、脚部２０が取り付けられる両端側は細かい格子となっている。また、各下フレームは互いにボルト等により確りと固定されている。このような構成により、本ガラス基板検査装置は剛性を高めている。
一方、上フレームのうち上フレーム1ａu、１ｃuはコの字型をしており、フレーム1ｂｕは両サイドのみにフレームが配置されている。この構造により、検査ステージ２ａ、２ｂがフレーム１ａ、１ｂ、１ｃ内部を移動可能となっている。
また、基台フレームには、検査ステージ２をＸ方向に移動させる為のリニアガイドレール５ａ、５ｂ(図３参照)が下フレーム１ａｄ,１ｂｄ、１ｃｄに、検査ステージ駆動部１２が下フレーム１ａｄに、リニアガイドレール６ａ、６ｂが上フレーム１ａｕ、１ｂｕ、１ｃｕに設けられている。また、上フレーム１ａｕ,１ｂｕ、１ｃｕには、リニアガイド６ａ、６ｂの外側に光学部３を移動させる為のリニアガイドレール７ａ、７ｂが平行に設けられている。リニアガイドレール６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂは、基台フレーム１ｂ、１ｃ全域に渡り基台フレーム同様に分割されている。リニアガイドレール６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂの分割位置は、分割部でのがたつきを低減させるため基台フレームの分割する位置からずらしている。

検査ステージ２ａ、２ｂは、図2に示すように、それぞれステージベース９ａ、９ｂ、支柱１０ａ、１０ｂ、ステージ１１ａ、１１ｂの構成になっている。支柱１０ａ、１０ｂはそれぞれの検査ステージに複数本あり、本実施形態では検査ステージ２ａに６本、検査ステージ２ｂに４本設けている。ステージベース９とステージ１１のそれぞれは、リニアガイドレール５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ上を移動するそれぞれのリニアガイドレール対応する摺動子１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂを複数有する。ここで、リニアガイドレール５ａ、５ｂ上を移動する検査ステージ２ｂの摺動子１５ａ、１５ｂは、図２に示すように、検査ステージ２ｂが図面上右端の検査位置に来たときに、基台フレーム１ａの領域に入らないように設けられており、繋ぎ目を移動することを回避し、振動発生要因を少しでも低減している。

図１に示すようにステージ１１(検査ステージ２)にガラス基板Ｐを置き表面検査を行う。ステージ１１ａ、１１ｂのそれぞれの面精度は支柱１０ａ、１０ｂの上下方向の高さ調整で行い、ステージ１１ａ、１１ｂ間の面精度は検査ステージ２ａ、２ｂの分割位置に設けたプレート１３を取り付け、レベル調整ネジを使用し、高さ調整で行う。

このような構成における検査ステージ２の移動方法について以下説明する。図４に示すように、基台フレーム１ａの下フレーム１ａｄの中央には、検査ステージ駆動部１２が設けられている。検査ステージ駆動部１２は、ボールネジ１２ｂ、ボールネジを回転させるステージ駆動モータ１２ｍ及び検査ステージ２ａのステージベース９ａに固定されたナット１２ｎ(図２参照)から構成される。そこで、ステージ駆動モータ１２ｍに駆動されたボールネジ１２ｂの回転に伴いナット１２ｎがＸ方向に移動し、検査ステージ２ａがリニアガイドレール６ａ、６ｂ上を移動する。検査ステージ２ｂは検査ステージ２ａに一体に固定されているので、検査ステージ２ａの移動に伴い、リニアガイドレール６ａ、６ｂ及び５ａ、５ｂ上を移動する。そして、検査ステージ２に設けた位置エンコーダ(図示せず)を読み取り、制御装置４０によって検査ステージ２を所望の位置に制御する。

光学部３は、光学部Ｘ駆動部８によってＸ方向に、光学部Ｙ駆動部１８(図１参照)によってＹ方向に光学ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃ及び光学顕微鏡部３０を移動させる。光学部Ｘ駆動部８は紙面右側の基台フレームの上フィレーム１ａｕ,１ｂｕ、１ｃｕの側部に設けられている。光学部Ｘ駆動部８は、図１に示すようにボールネジ８ｂ、ボールネジを回転させるステージ駆動モータ８ｍ及び光学部８に固定されたナット８ｎから構成されている。このナット８ｎの移動に伴い、光学部３の摺動子１７ａ、１７ｂがリニアガイドレール７ａ、７ｂ上をＸ方向に移動し、光学部３全体がＸ方向に移動する。

一方、光学部Ｙ駆動部１８は、図1に示しようにそれぞれの光学ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃを独立してＹ方向に移動させる光学ヘッド駆動部１８ａ、１８ｂ(図示せず)、１８ｃを有する。それぞれの構成は基本的には、光学部Ｘ駆動部と同じ構成を有する。

光学顕微鏡部３０は、光学ヘッドで傷や異物を発見した時に必要ならばさらに詳細な検査するためのものであり、光学ヘッド同様にＹ方向に移動させる光学顕微鏡駆動部(図示せず)を有している。

上記のように検査ステージ２及び光学部３をＸ方向に、光学ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃ、Ｙ方向に移動させて、ガラス基板Ｐを矩形状に走査して、ガラス基板表面の傷、異物の検査を行なう。検査は、検査光をガラス基板の表面又は内部に照射し、散乱された散乱光を受光して行なう。このとき、光学ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃはガラス基板表面をＹ方向に３分割した範囲をそれぞれが検査する。そこで、光学ヘッド４ａ、４ｂ、４ｃは、最終的には全面検査できるように、３分割に対応して等距離(図３参照)に配置する。また、ガラス基板の表面や内部を検査できるのは、図１に示す基板ステージ２の凹？のみである。そのために、一度走査を完了したら、ガラス基板をずらして残りの分を走査し検査する。

このようなガラス基板検査装置では、検査ステージ２ａ、２ｂや光学部３の移動によりフレームの変形、振動が発生する。図５、図６は本実施形態の除震構造を有する装置脚部２０を示し、図５は本実施形態であるガラス基板検査装置の脚部の一側面図を示し、図６は図５において矢印Ｃの方向から見た脚部の他の側面図をしたものである。

脚部２０はレベルパッド２１、ベース２２、ブロック２３、連結ベース２４を備えている。脚部の構成要素は全てステンレスなどの剛体で構成されている。それぞれの役目は、レベルパット２１がベース２２の高さを調整し、ブロック２３が主に除震をする。

分割構造を持たない従来の装置では、図７に示すようにレベルパッド２１の下に床と馴染ませるためのパット２５があり、そのパット２５とフレームを支えるブロック２３をゴム(弾性体)とすること除振を行っていた。しかしながら、本実施形態のように分割構造を有する装置では、連結部の剛性が低い為、脚部のゴムの沈み込みが、連結部でのフレームの変形を助長してしまう。また、分割された個々の分割部がそれぞれ固有の振動し、全体として大きな振動を発生する。その結果、検査動作時の変形、振動が従来に比べ大きくなり、ガラス基板の検査精度の悪化につながることが分かった。

そこで、従来ゴムを使用していた脚部のパッド２５取り除き、ブロック２３をステンレス(剛体)で構成し脚部の構造を剛体に近づける。また、脚部２０の数を増やし脚部を基台フレームの角部に設けている。これらの結果、基台フレーム１ａ、１ｂ、１ｃは床面と一体の変形体、振動体に近づけることができた。

以上説明した、本実施形態によれば、分割構造にしたことによる連結部での剛性不足による装置の変形及び振動を抑えることでき、ガラス基板の検査精度の低下を低減できる。

１：基台フレーム ２：検査ステージ
３：光学部 ４：光学ヘッド
５、６、７：リニアガイドレール ８：光学部Ｘ駆動部
９：ステージベース １０：支柱
１１：ステージ １２：検査ステージ駆動部
１３：プレート １５、１６，１７：摺動子
１８：光学部Ｙ駆動部 ２０：脚部
２１：レベルパッド ２２：ベース
２３：ブロック ２４：連結ベース
２５：パッド ４０：制御部
１００：ガラス基板検査装置。

Claims (8)

1. ガラス基板を載置する検査ステージと、検査光を前記ガラス基板に照射し、検査光がガラス基板の表面又は内部から散乱された散乱光を受光する光学部と、前記検査ステージ及び前記光学部のうち少なくとも一方を移動させる駆動部を有する基台と、前記基台を設置する脚部を有するガラス基板検査装置において、
   前記基台及び前記検査ステージのうち少なくとも前記基台を前記移動方向に複数に分割し、前記脚部は剛体で構成され、床面に接触し高さを調整可能なレベル部と、基台との連結ベースと、レベル部上に設けられたベース部と、前記連結ベースと前記ベース部と間に設けられたブロックとを有することを特徴とするガラス基板検査装置。
2. 前記脚部を分割されたそれぞれの基台の角部に設けたことを特徴とする請求項１に記載
   のガラス基板検査装置。
3. 前記基台をＮ(整数)分割、前記検査ステージをＮ−１分割したことを特徴とする請求項
   １または２に記載のガラス基板検査装置。
4. 前記Ｎ分割のうち一端側であるＮ番目の基台は前記光学部の待機位置であり、前記分割
   された検査ステージのうちＭ(≦Ｎ−１、整数)番目の検査ステージの移動方向の長さは、
   Ｍ番目の基台の移動方向の長さより短いことを特徴とする請求項３に記載のガラス基板検
   査装置。
5. 前記Ｎは３であることを特徴とする請求項４に記載のガラス基板検査装置。
6. 前記分割されたそれぞれに検査ステージの面精度を調節する検査ステージ面精度調節手
   段を有することを請求項３に記載のガラス基板検査装置。
7. 前記分割された検査ステージはそれぞれ前記基台上を移動するステージベースと、前記ガラス基板を搭載するステージと、前記ステージベースと前記ステージを連結する連結部とを有し、前記検査ステージ面精度調節手段は連結部の高さを調節する手段であることを特徴とする請求項６に記載のガラス基板検査装置。
8. 前記分割された検査ステージ間の面精度を調節する手段を設けたことを特徴とする
   請求項３に記載のガラス基板検査装置。

Images