JP6930734B2 - 基板保持装置及び基板検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板保持装置及び基板検査装置に関する。

特許文献１には、基板の側辺を保持する複数のロック付シリンダがフレームに設けられており、ロック付シリンダの先端が基板のエッジに対して１０度前後傾斜するように形成されている基板保持装置が開示されている。この基板保持装置では、ロック付シリンダ先端の斜面で基板の面取り部を斜め前方から押さえ、基板の裏面をフレームの面（基準面）に当接させる。

特開２００９−１４７０９９号公報

例えば、クリーンルームの天井には、清浄な空気を送風するために、ＨＥＰＡフィルタ (High Efficiency Particulate Air Filter)やファンを備えたファンフィルタユニットが設けられている。このファンフィルタユニットには、例えば送風能力の高いファンシロッコファンが設けられていることがあるが、シロッコファンからは２０Ｈｚ程度の低周波の圧力振動が発生し、この振動がクリーンルーム内にある設備や基板に伝わる。

特許文献１に記載の発明では、ロック付シリンダの推力（基準面と略平行な向きの力）に対する基準面方向の分力成分が小さいため、基板を基準面へ押圧する力が不足し、基板の裏面が基準面から微小量（例えば０．２ｍｍ程度）浮いてしまうおそれがある。基板の裏面とフレームとが離れると、ファンから発生する低周波の音響振動により基板が振動してしまう。この振動は、最も振幅が大きい基板の中央部分において略２μｍ以上と大きな値となり、検査時に擬似欠陥が発生するおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、基板を基準面に押圧して基板の振動を抑えることができる基板保持構造、基板保持装置及び基板検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るマスク保持装置は、例えば、周縁に平面又は曲面の面取部が形成された透明な略板状の基板を略鉛直方向に保持する基板保持装置であって、略鉛直に延設された略棒状の第１縦枠部及び第２縦枠部を有するフレームと、前記第１縦枠部及び前記第２縦枠部に設けられた複数のクランプ部と、を備え、前記クランプ部は、前記基板と当接する当接位置と、前記基板と当接しない退避位置との間で略水平方向に移動可能であり、前記第１縦枠部及び前記第２縦枠部は、前記基板の表面と略直交する方向からみて前記基板の周縁と重なる部分を有し、当該重なる部分は、前記クランプ部が前記当接位置にあるときに前記基板の裏面が当接する基準面を有し、前記クランプ部は、前記当接位置において前記基板の側面と前記面取部との稜線に当接する第１先端面を有する第１ユニットと、前記第１ユニットと前記フレームとの間に略水平方向に移動可能に設けられた第２ユニットと、を備え、前記第１ユニットは、前記第２ユニットと当接する第１後端面を有し、前記第２ユニットは、前記第１後端面と当接する第２先端面を有し、前記第１先端面と、前記基準面と略直交する面とのなす角度は略４５度より小さく、前記第１後端面及び前記第２先端面と、前記基準面と略直交する面とのなす角度は、前記第１先端面と、前記基準面と略直交する面とのなす角度より大きく、前記第２ユニットが前記退避位置から前記当接位置に向けて移動すると、前記第１先端面が前記基板の側面と前記面取部との稜線に当接し、かつ前記第１ユニットが前記第２先端面に沿って前記基準面側へ摺動することを特徴とする。

本発明に係るマスク保持装置によれば、クランプ部は、基板と当接する当接位置と、基板と当接しない退避位置との間で略水平方向に移動可能であり、当接位置において基板と当接する第１先端面を有する第１ユニットと、第１ユニットとフレームとの間に略水平方向に移動可能に設けられた第２ユニットと、を有する。第１先端面と、基板の裏面が当接する基準面と略直交する面とのなす角度（角度θ１）は略４５度より小さいため、当接位置において第１先端面が基板の側面と面取部との稜線に当接する。第１ユニットと第２ユニットとが当接する面である第１後端面及び第２先端面と、基準面と略直交する面とのなす角度（角度θ２）は、角度θ１より大きいため、第２ユニットが退避位置から当接位置に向けて移動するときに第１ユニットに下向きの力が加わる。このため、第１先端面が基板の側面と面取部との稜線に当接し、第１ユニットが第２ユニットの第２先端面に沿って基準面側へ摺動する。これにより、基板を基準面に押圧して基板の振動を抑えることができる。特に、クランプ部を第１ユニットと第２ユニットの２部品構成とすることで、基板に加わる力は角度θ２に依存し、角度θ１に依存しない。したがって、角度θ１を小さくすることが可能である。

ここで、前記第１先端面は、前記基準面と略直交する面に対して略１０度傾いており、
前記第１後端面及び前記第２先端面は、前記基準面と略直交する面に対して略４５度傾いていてもよい。これにより、第１ユニットと基板とが重なる距離を小さくしつつ、第２ユニットが退避位置から当接位置に向けて移動するときに、第２ユニットが第１ユニットを水平方向に押圧する力と、第１ユニットに加わる下向きの力とを略同一とすることができる。なお、第１ユニットと基板とが重なる距離を小さくすることで、基板検査用の撮像部の視野を遮る範囲を狭め、基板の検査に支障をきたさないようにすることができる。また、第２ユニットが第１ユニットを水平方向に押圧する力と、第１ユニットに加わる下向きの力とを略同一とすることで、基板を基準面にしっかりと押圧して、基板の振動を抑えることができる。

ここで、前記クランプ部は、前記基準面から遠ざける方向の力を前記第１ユニットに付勢する弾性部材を有してもよい。これにより、クランク部と基板とが離れた時に、第１ユニットを元の位置に戻すことができる。

ここで、前記第１ユニットは、鉛直上方向又は鉛直下方向から見たときの形状が略台形形状であり、前記基準面から遠い側の上底は前記基準面に近い側の下底より短く、前記上底の長さが略１ｍｍであってもよい。これにより、第２ユニットに加えられた付勢力によって、第１ユニットを第２ユニットの第２先端面に沿って移動させる（第１ユニットが回転しない）ことができる。

ここで、鉛直上方向又は鉛直下方向から見たときに、前記第１先端面と前記基板とが当接する位置を通り、前記第１先端面と略直交する線と、前記第１後端面及び前記第２先端面とが交差してもよい。これにより、第２ユニットに加えられた付勢力よって、第１ユニットを第２ユニットの第２先端面に沿って移動させる（第１ユニットが回転しない）ことができる。

ここで、前記基板の下端面と当接する複数の保持ブロックと、前記保持ブロック毎に高さを変化させる調整機構と、を有する保持ユニットと、前記調整機構を制御して前記保持ブロックを前記基板の下端面と当接させてから、前記クランプ部を前記当接位置へ移動させる制御部とを備えてもよい。これにより、基板の両側面と下端面とを押さえることで、基板を略鉛直方向に保持することができる。

ここで、前記クランプ部は、前記第１縦枠部に設けられた第１クランプ部及び第２クランプ部と、前記第２縦枠部に設けられた第３クランプ部及び第４クランプ部と、を有し、前記第１クランプ部と前記第３クランプ部とが対向し、前記第２クランプ部と前記第４クランプ部とが対向し、前記制御部は、前記第１クランプ部、前記第２クランプ部、前記第３クランプ部及び前記第４クランプ部が前記当接位置にある状態から、前記第１クランプ部と前記第３クランプ部を前記当接位置に配置したまま前記第２クランプ部と前記第４クランプ部を前記当接位置から前記退避位置へと同時に移動させ、その後、前記第２クランプ部と前記第４クランプ部を前記退避位置から前記当接位置に向けて同時に移動させ、かつ前記第１クランプ部と前記第３クランプ部を前記当接位置から前記退避位置へと同時に移動させてもよい。これにより、基板を保持したときに基板と基準面とが離れていても、基板を少しずつ基準面に向けて移動させて、基板を基準面に押圧することができる。

ここで、前記制御部は、前記クランプ部を連続して複数回略水平方向に往復移動させてもよい。これにより、基板と基準面とが離れていても、基板を少しずつ基準面に向けて移動させて、基板を基準面に押圧することができる。

ここで、前記保持ブロックは、前記基板の下端面と当接する第１保持ブロックと、前記第１保持ブロックの下側に設けられた第２保持ブロックと、を有し、前記第１保持ブロックは、略水平方向に移動可能であってもよい。これにより、基板が基準面に向けて移動するときに、基板と第１保持ブロックとが擦れず、基板の下端面を第１保持ブロックで傷つけないようにすることができる。

上記課題を解決するために、本発明に係るマスク検査装置は、例えば、請求項１から９のいずれか一項に記載の基板保持装置と、前記基板を撮像する撮像部と、前記基板へ光を照射する照明部であって、前記基板を挟んで前記撮像部と対向するように設けられた照明部と、を備えたことを特徴とする。これにより、基板を基準面に押圧して基板の振動を抑え、検査時に擬似欠陥が発生しないようにすることができる。

本発明によれば、基板を基準面に当接させて、基板の振動を抑えることができる。

第１の実施の形態に係るマスク保持装置１の概略を示す斜視図である。 マスク保持装置１におけるマスク保持部１０の概略を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図であり、クランプ部１２ａの概略を示す図である。 クランプ部１２ａにおけるクランプ１２１を＋ｙ方向から見た図である。 クランプ部１２ａにおけるクランプ１２１を＋ｚ方向から見た図である。 クランプ部１２ａにおけるクランププレート１２２の斜視図である。 クランプ部１２ａにおけるクランププレート１２２を＋ｙ方向から見た図である。 保持ブロック２１の概略を示す図である。 マスク保持装置１の電気的な構成を示すブロック図である。 マスクＭを略鉛直方向に保持する処理の流れを示すフローチャートである。 （Ａ）は本実施の形態におけるクランプ部１２がマスクＭを押圧する力を説明する図であり、（Ｂ）は従来の形態におけるクランプ部１２０がマスクＭを押圧する力を説明する図である。 クランプ部１２と、マスク保持装置１が把持する複数種類のマスクＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４との関係を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、周縁に平面又は曲面の面取部が形成された透明な略板状の基板を略鉛直方向に保持する基板保持装置であり、基板を検査する基板検査機等の内部に設けられる。

本発明では、基板としてマスクＭを用いる。マスクＭは、石英等により形成された透明な略板状の部材であり、例えば有機ＥＬや液晶表示装置の表示装置用の基板を製造するために用いられる露光用マスクである。マスクＭは、一辺が１ｍ程度の大型な略矩形形状の基板上に、１個または複数個のイメージデバイス用転写パターンが形成されるものである。また、マスクＭには、マスクエッジが欠けないようにするため、周縁に面取部が形成されている。

面取部は、平面の面取部（いわゆるＣ面）であってもよいし、曲面の面取部（いわゆるＲ面）であってもよい。また、Ｃ面は、角度が略４５度の通常面取りであってもよいし、角度が略３０度の特別面取りであってもよい。以下、面取部として、角度が略４５度、辺の長さが１ｍｍの面取り（Ｃ１）を有する場合を例に説明する。

図１は、第１の実施の形態に係るマスク保持装置１の概略を示す斜視図である。以下、水平方向のうちのフレーム１１の長手方向に略沿った方向をｘ方向と定義し、鉛直方向をｙ方向とし、ｘ方向及びｙ方向と直交する方向をｚ方向と定義する。

マスク保持装置１は、ステージ（図示せず）に載置されており、主として、マスク保持部１０と、保持ユニット２０と、撮像部３０と、照明部４０と、を有する。

マスク保持部１０は、主として、略枠状のフレーム１１と、マスクＭを把持するクランプ部１２と、を有する。フレーム１１は、鉛直に保持されるマスクＭの外周を囲むよう、略枠状に形成される。フレーム１１は、略鉛直に延設された略棒状の縦枠部１１ａ、１１ｂを有する。縦枠部１１ａ、１１ｂは、マスクＭの表面と略直交する方向（ｚ方向）からみて、マスクＭの周縁と重なる部分を有する。

フレーム１１は、マスクＭの表面ｍ１（パターンが形成される面）がｘｙ平面と略平行となるようにマスクＭを保持する。異なる大きさのマスクに対応するため、縦枠部１１ａ、１１ｂは、下枠部１１ｅに沿って水平方向（ｘ方向）に移動可能である。縦枠部１１ａ、１１ｂを移動可能に設ける形態及び移動機構については、既に公知の様々な技術を用いることができる。

縦枠部１１ａ、１１ｂには、クランプ部１２が設けられる。クランプ部１２は、クランプ部１２ａ〜１２ｊを有する。縦枠部１１ａには、クランプ部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが設けられ、縦枠部１１ｂには、クランプ部１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊが設けられる。クランプ部１２ａとクランプ部１２ｆは対向し、クランプ部１２ｂとクランプ部１２ｇは対向し、クランプ部１２ｃとクランプ部１２ｈは対向し、クランプ部１２ｄとクランプ部１２ｉは対向し、クランプ部１２ｅとクランプ部１２ｊは対向する。

なお、本実施の形態では、縦枠部１１ａに５個のクランプ部１２が設けられ、縦枠部１１ｂに５個のクランプ部１２が設けられているが、クランプ部１２の位置及び数はこれに限られない。クランプ部１２については、後に詳述する。

クランプ部１２ａ〜１２ｊは、マスクＭと当接する当接位置とマスクＭと当接しない退避位置との間で、先端が略水平方向（ｘ方向）に移動可能である。

マスク保持部１０の下端近傍には、保持ユニット２０が設けられる。保持ユニット２０は、ステージ（図示せず）に載置されており、マスクＭの下端面と当接する複数の保持ブロック２１と、保持ブロック２１毎に保持ブロック２１の下側に設けられる調整機構２２と、を有する。保持ブロック２１及び調整機構２２は、ｘ方向に沿って複数設けられている。調整機構２２は、上面がｘｚ平面に対して傾いている第１ブロック２２ａと、下面がｘｚ平面に対して傾いている第２ブロック２２ｂとを有し、第１ブロック２２ａと第２ブロック２２ｂとの相対的な位置関係を変えることで、保持ブロック２１の高さ方向（ｙ方向）の位置を保持ブロック２１毎に変更する。調整機構２２はすでに公知であるため、詳細な説明は省略する。

撮像部３０は、マスク保持部１０に保持されたマスクＭを撮像する。照明部４０は、マスクＭへ光を照射する。撮像部３０及び照明部４０は、マスクＭを挟んで対向するように設けられる。照明部４０から光を照射しながら、撮像部３０でパターンの画像を撮像する。撮像部３０、照明部４０は既に公知であるため、詳細な説明は省略する。

次に、マスク保持部１０について詳細に説明する。図２は、マスク保持装置１におけるマスク保持部１０の概略を示す平面図である。図２では、一部の構成について図示を省略している。

図２では、クランプ部１２ａ〜１２ｊ（図２ではクランプ部１２ｂ〜１２ｅ、１２ｇ〜１２ｊは視認できず）は、マスクＭと当接する当接位置にある。縦枠部１１ａ、１１ｂは、それぞれ、クランプ部１２ａ〜１２ｊが当接位置にあるときに、マスクＭの裏面ｍ２が当接する基準面１１ｃ、１１ｄを有する。クランプ部１２ａ〜１２ｊがマスクＭを押圧すると、裏面ｍ２が基準面１１ｃ、１１ｄに押圧される。

マスクＭの表面ｍ１にはパターンが形成されており、撮像部３０及び照明部４０を用いてパターンの検査を行う。パターンは、マスクＭの周縁から１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度内側の領域に形成されている。したがって、マスクＭの周縁からの距離が距離ｘ１（距離ｘ１は略１０ｍｍ）の部分を除いた領域について、撮像部３０及び照明部４０がｘ方向及びｙ方向に移動しながら検査を行う。

照明部４０の開口数は、撮像部３０の開口数の０．７倍程度であるため、撮像部３０に入射する光の経路を考慮すると、マスクＭと基準面１１ｃ、１１ｄとが当接する距離ｘ２は、距離ｘ１より小さく、略３〜５ｍｍ程度である。また、撮像部３０に影が撮像されるのを防止するため、クランプ部１２とマスクＭとが重なる距離ｘ３は、距離ｘ２より小さくする。距離ｘ３を小さくすることで、撮像部３０の視野を遮る範囲を狭め、マスクＭの検査に支障をきたさないようにすることができる。

図３は、図１のＡ−Ａ断面図であり、クランプ部１２ａの概略を示す図である。図３において、二点鎖線は、クランプ部１２ａが退避位置にある状態を示し、実線は、クランプ部１２ａが当接位置にある状態を示す。なお、クランプ部１２ａ〜１２ｊは、同一の構成である。ただし、クランプ部１２ａ〜１２ｅとクランプ部１２ｆ〜１２ｊとは左右対称である。

クランプ部１２ａは、主として、クランプ１２１と、クランププレート１２２と、ストリッパーボルト１２３と、弾性部材１２４と、を有する。

クランプ１２１は、クランプ部１２ａの先端に設けられる。クランププレート１２２は、クランプ１２１とフレーム１１（図３では図示省略）との間に設けられている。クランププレート１２２は、フレーム１１に対して移動可能に設けられ、図示しない駆動部により略水平方向に移動される。クランププレート１２２が略水平方向に移動してクランプ部１２ａが当接位置に移動すると、クランプ１２１がマスクＭと当接する。

図示しない駆動部は、図示しないアクチュエータ（例えば、空気圧アクチュエータ）に接続されており、圧縮空気が第１の封入口からシリンダ内に給気され、第２の封入口からから排気されると、クランププレート１２２が図３における左側に移動し、圧縮空気が第２の封入口からシリンダ内に給気され、第１の封入口からから排気されると、クランププレート１２２が図３における右側に移動する。ただし、駆動部の形態はこれに限られない。

図４は、クランプ部１２ａにおけるクランプ１２１を＋ｙ方向から見た図であり、図５は、クランプ部１２ａにおけるクランプ１２１を＋ｚ方向から見た図である。

クランプ１２１は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）等の耐熱性、機械的強度に優れた樹脂で形成される。クランプ１２１は、鉛直上方向（＋ｙ方向）又は鉛直下方向（−ｙ方向）から見たときの形状が略台形形状である本体部１２１ａと、略中央に形成された取付部１２１ｂと、を有する。

本体部１２１ａの先端面１２１ｃは、マスクＭと当接する面である。先端面１２１ｃは、基準面１１ｃと略直交する面に対して斜めであり、基準面１１ｃから遠い側が基準面１１ｃに近い側よりマスクＭの内側寄りに位置する。本体部１２１ａの先端面１２１ｃの反対側の面は、クランププレート１２２と当接し、クランプ１２１とクランププレート１２２との摺動面である摺動面１２１ｄである。

先端面１２１ｃと、基準面１１ｃと略直交する面Ｐとのなす角度θ１は略４５度より小さい。先端面１２１ｃと面Ｐとのなす角度θ１を略４５度より小さくすることで、マスクＭの稜線ｅを先端面１２１ｃと当接させて先端面１２１ｃがマスクＭの表面ｍ１にふれないようにし、表面ｍ１に形成されたパターン情報を損なう異物が表面ｍ１に付着しないようにすることができる。本実施の形態では、角度θ１は略１０度である。これは、図３に示すように距離ｘ３を距離ｘ２より小さくし、かつ距離ｘ３をできるだけ小さくするためである。

摺動面１２１ｄと面Ｐとのなす角度θ２は、角度θ１より大きい。本実施の形態では、角度θ２は略４５度である。クランププレート１２２がクランプ１２１を下向きに押す力は、角度θ２が大きくなるにつれて強くなる。

本体部１２１ａの基準面１１ｃから遠い側の上底１２１ｅの長さは略１ｍｍである。角度θ１が略１０度であり、角度θ２が略４５度であるため、上底１２１ｅと略平行、かつ基準面１１ｃから近い側の下底１２１ｆの長さは、上底１２１ｅよりも長い。

上底１２１ｅと先端面１２１ｃとの間には、角がナイフエッジ形状とならないように、上底１２１ｅと略同じ長さの平面１２１ｇが形成されている。ただし、平面１２１ｇは必須ではない。

取付部１２１ｂは、本体部１２１ａの略中央に、先端面１２１ｃと反対側に突出するように形成されている。取付部１２１ｂの先端面１２１ｃの反対側の面は、クランププレート１２２と当接し、クランプ１２１とクランププレート１２２との摺動面である摺動面１２１ｈである。摺動面１２１ｈは摺動面１２１ｄと略平行であり、摺動面１２１ｈと面Ｐとのなす角度は角度θ２と等しい。

クランプ１２１（本体部１２１ａ）の±ｙ側の端面には、穴１２１ｉ、１２１ｊが形成される。穴１２１ｉと穴１２１ｊとは一体であり、穴１２１ｊは穴１２１ｉより太く、穴１２１ｉは穴１２１ｊより長い。穴１２１ｉ、１２１ｊには、弾性部材１２４が挿入される（図３参照）。弾性部材１２４を挿入した後に、クランプ１２１の±ｙ側の端面に粘着性のシール等を貼付してもよい。これにより、穴１２１ｉ、１２１ｊと弾性部材１２４との摩擦により弾性部材１２４の表面が削れて異物が発生しても、シールにより異物を効率よく捉えることができる。

また、クランプ１２１には、ねじ孔１２１ｋと、穴１２１ｌとが形成される。ねじ孔１２１ｋと穴１２１ｌとは一体であり、穴１２１ｌは摺動面１２１ｈに開口する。穴１２１ｌには、ストリッパーボルト１２３が挿入される（図３参照）。また、ねじ孔１２１ｋには、ストリッパーボルト１２３のねじ部が螺合される（図３参照）。

図６は、クランプ部１２ａにおけるクランププレート１２２の斜視図であり、図７は、クランプ部１２ａにおけるクランププレート１２２を＋ｙ方向から見た図である。

クランププレート１２２は、鉄等の金属で形成され、クランプ１２１とクランププレート１２２との摺動面である摺動面１２２ａ、１２２ｂを有する。摺動面１２２ａは、摺動面１２１ｄと当接し、摺動面１２２ｂは、摺動面１２１ｈと当接する。摺動面１２２ａ、１２２ｂは、摺動面１２１ｄ、摺動面１２１ｈと略平行であり、摺動面１２２ａ、１２２ｂと面Ｐとのなす角度は角度θ２と等しい。

クランププレート１２２の＋ｙ側の端面には、穴１２２ｃ、１２２ｄが形成される。穴１２２ｃと穴１２２ｄとは一体であり、穴１２２ｃは穴１２２ｄより太く、穴１２２ｄは穴１２２ｃより長い。穴１２２ｃ、１２２ｄには、弾性部材１２４が挿入される（図３参照）。弾性部材１２４を挿入した後に、クランププレート１２２の＋ｙ側の端面にシール等を貼付してもよい。

また、クランププレート１２２には、長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆが形成される。長孔１２２ｅは、クランププレート１２２を貫通する。長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆは、一体であり、一端は上面１２２ｇに開口し、他端は摺動面１２２ｂに開口する。長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆは、摺動面１２２ｂと略直交する。長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆには、ストリッパーボルト１２３が挿入される（図３参照）。

図３の説明に戻る。ストリッパーボルト１２３を上面１２２ｇ側から穴１２１ｌ、長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆに挿入し、ストリッパーボルト１２３の先端のねじ部をねじ孔１２１ｋに螺合する。その結果、クランプ１２１がクランププレート１２２から離脱しないように、クランプ１２１とクランププレート１２２とがストリッパーボルト１２３により連結される。このとき、ストリッパーボルト１２３の頭部１２３ａがザグリ穴１２２ｆの内部に位置し、頭部１２３ａの下面がザグリ穴１２２ｆの底面に当接する。

長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆは直線部を有するため、ストリッパーボルト１２３は、長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆの長手方向に沿って長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆの内部を摺動可能である。

なお、本実施の形態では、ストリッパーボルト１２３を用いてクランプ１２１とクランププレート１２２とを摺動可能に連結するが、クランプ１２１とクランププレート１２２とを摺動可能に連結する方法はこれに限られない。

弾性部材１２４は、例えばピアノ線等の弾性変形が可能な線材である。弾性部材１２４は、±ｙ側から穴１２１ｊ、穴１２１ｉ、穴１２２ｃ及び穴１２２ｄに挿入され、図示しないビスによりクランププレート１２２に固定される。穴１２１ｉ、１２２ｄの幅は、弾性部材１２４の直径と略同一であり、穴１２１ｊ、１２２ｃの幅は、弾性部材１２４の直径より大きい。

クランププレート１２２が待機位置から当接位置に向けて移動（図３では、−ｘ方向へ移動、図３黒矢印参照）すると、先端面１２１ｃがマスクＭの側面ｓと面取部ｃとの稜線ｅに当接する。クランププレート１２２には、先端面１２１ｃが稜線ｅと当接したあとも、図示しない駆動部により−ｘ方向へ移動する方向の力が付勢される。

鉛直上方向又は鉛直下方向から見たときに、先端面１２１ｃと稜線ｅとが当接する位置を通り、先端面１２１ｃと略直交する線（図３一点鎖線参照）は、摺動面１２１ｄ、１２２ａと交差する。そのため、クランププレート１２２に加えられた付勢力によりクランプ１２１が平行移動する（クランプ１２１は回転しない）。

本実施の形態では、角度θ２が略４５度である（図４、７参照）ため、クランププレート１２２が図示しない駆動部により−ｘ方向に付勢される力を力Ｆとすると、クランプ１２１は、クランププレート１２２から下向きの力Ｆが付勢される。

このようにして、クランプ１２１は、摺動面１２２ａ、１２２ｂに沿って先端面１２１ｃ側へ摺動する（図３黒矢印参照）。先端面１２１ｃと稜線ｅとの摩擦により、クランプ１２１がクランププレート１２２に対して摺動しても、先端面１２１ｃと稜線ｅとの位置関係は変化しない。そのため、マスクＭはクランプ１２１により−ｚ方向に押し込まれ、マスクＭの裏面ｍ２が基準面１１ｃに力Ｆで押圧される。

穴１２１ｉ、１２２ｄの幅が弾性部材１２４の直径と略同一であり、穴１２１ｊ、１２２ｃの幅が弾性部材１２４の直径より大きいため、弾性部材１２４は、クランプ１２１がクランププレート１２２に対して移動するのにともない弾性変形する。

弾性部材１２４が弾性変形することで、クランプ１２１には、弾性部材１２４により基準面１１ｃから遠ざける方向の力が付勢される。図示しない駆動部によりクランププレート１２２が当接位置から待機位置に向けて移動（図３では、＋ｘ方向へ移動）すると、先端面１２１ｃが稜線ｅから離れ、弾性部材１２４によりクランプ１２１が＋ｚ方向へ押し上げられる。弾性部材１２４がクランプ１２１及びクランププレート１２２の±ｙ側に設けられ、クランプ１２１がｙ方向の両側からバランスよく力を受けるため、クランプ１２１は平行移動する。

図８は、保持ブロック２１の概略を示す図である。保持ブロック２１は、マスクＭと当接する保持ブロック２１ａと、保持ブロック２１ａの下側に設けられた保持ブロック２１ｂと、を有する。保持ブロック２１ｂは、調整機構２２の第１ブロック２２ａと当接する。説明のため、図８では保持ブロック２１ａと保持ブロック２１ｂとを少し離して図示しているが、実際には保持ブロック２１ａと保持ブロック２１ｂとは当接している。

保持ブロック２１ａは、略水平方向、ここではマスクＭの厚さ方向（ｚ方向）に移動可能である。保持ブロック２１ａ、２１ｂは、それぞれ、保持ブロック２１ａと保持ブロック２１ｂとの摺動面である摺動面２１ｃ、２１ｄを有する。摺動面２１ｃ、２１ｄとの間に給油等を行うため、摺動面２１ｃ、２１ｄにおける摺動抵抗は、マスクＭと保持ブロック２１ａとの摩擦力より小さい。

保持ブロック２１は、保持ブロック２１ａを＋ｚ方向へ押圧する弾性部材（図示せず）を有する。

図９は、マスク保持装置１の電気的な構成を示すブロック図である。マスク保持装置１は、主として、制御部１０１、記憶部１０２、入力部１０３、出力部１０４を含んで構成される。

制御部１０１は、演算装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプログラム制御デバイスであり、記憶部１０２に格納されたプログラムにしたがって動作する。制御部１０１の詳しい動作の内容については、後に詳述する。

記憶部１０２は、不揮発性メモリ、揮発性メモリ等であり、制御部１０１によって実行されるプログラム等を保持するとともに、制御部１０１のワークメモリとして動作する。入力部１０３は、キーボードやマウス等の入力デバイスを含む。出力部１０４は、ディスプレイ等である。

制御部１０１が行う処理の流れについて説明する。図１０は、マスクＭを略鉛直方向に保持する処理の流れを示すフローチャートである。処理を始める前には、クランプ部１２は待機位置にある。

まず、制御部１０１は、調整機構２２及び図示しない駆動部を制御して保持ブロック２１を下方（−ｙ方向）に移動させる（ステップＳ１）。次に、制御部１０１は、ローダ（図示せず）でマスクＭを把持し、マスクＭをマスク保持装置１の内部へと挿入する（ステップＳ２）。

これにより、フレーム１１の手前側（＋ｚ側）にマスクＭが配置される。制御部１０１は、調整機構２２及び図示しない駆動部を制御して保持ブロック２１を上方（＋ｙ方向）に移動させ、保持ブロック２１とマスクＭの下端面とを当接させる（ステップＳ３）。

次に、制御部１０１は、クランプ部１２を待機位置から当接位置へと移動させる（ステップＳ４）。このときには、全てのクランプ部１２を同時に移動させる。これにより、クランプ部１２がマスクＭを把持し、クランプ１２１、すなわちマスクＭが−ｚ方向へ移動し、マスクＭの裏面ｍ２が基準面１１ｃに押圧される。

マスクＭが−ｚ方向へ移動するときに、保持ブロック２１ａが保持ブロック２１ｂに対して摺動し、保持ブロック２１ａが−ｚ方向へ移動する。これにより、マスクＭを−ｚ方向へ移動させるときに、マスクＭの下端面を保持ブロック２１ａで傷つけないようにすることができる。

ステップＳ４において、制御部１０１は、クランプ部１２を連続して複数回略水平方向に往復移動させてもよい。つまり、制御部１０１は、クランプ部１２でマスクＭを把持し、クランプ部１２をマスクＭから離し、再度クランプ部１２でマスクＭを把持する、という処理を繰り返してもよい。これにより、ステップＳ２で挿入されたマスクＭと基準面１１ｃとが数ｍｍ程度離れていても、クランプ部１２で把持したマスクＭの裏面ｍ２を基準面１１ｃに押圧することができる。

制御部１０１は、図示しない在荷センサにより、クランプ部１２がマスクＭを把持しているか否かを判定する（ステップＳ５）。クランプ部１２がマスクＭを把持していない（ステップＳ５でＮＯ）場合には、制御部１０１は、再度クランプ部１２を当接位置へ向けて移動させる（ステップＳ４）。クランプ部１２がマスクＭを把持している（ステップＳ５でＮＯ）場合には、マスクＭの両側面と下端面とが押さえられており、マスクＭを略鉛直方向に保持している。したがって、制御部１０１は、マスクＭからローダを外し、マスクＭを保持する処理を終了する。

なお、マスクＭからローダを外した後で、マスクＭとフレーム１１とが数ｍｍ程度離れていた場合には、クランプ部１２がマスクＭを把持したとしても、マスクＭの裏面ｍ２が基準面１１ｃに十分押圧されていない場合がありうる。このような場合には、制御部１０１は、マスクＭの位置を修正する修正処理を行う。

例えば、基準面１１ｃに図示しないセンサを設け、センサ等を用いて基準面１１ｃを押圧する力を検知する。その結果、クランプ部１２が全て当接位置にあったとしても裏面ｍ２が基準面１１ｃに十分押圧されていないことが検知されたら、制御部１０１は、クランプ部１２ａ、１２ｃ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｈ、１２ｊ（奇数番目に配置されたもの）と、クランプ部１２ｂ、１２ｄ、１２ｇ、１２ｉ（偶数番目に配置されたもの）とを異なるタイミングで水平移動させる。

制御部１０１は、当接位置にある全てのクランプ部１２のうち、クランプ部１２ａ、１２ｃ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｈ、１２ｊを当接位置に配置したまま、クランプ部１２ｂ、１２ｄ、１２ｇ、１２ｉを当接位置から退避位置へと同時に移動させる。その後、制御部１０１は、クランプ部１２ｂ、１２ｄ、１２ｇ、１２ｉを退避位置から当接位置に向けて同時に移動させてクランプ部１２ｂ、１２ｄ、１２ｇ、１２ｉをマスクＭと当接させるとともに、クランプ部１２ａ、１２ｃ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｈ、１２ｊを当接位置から退避位置へと同時に移動させる。つまり、制御部１０１は、クランプ部１２ａ、１２ｃ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｈ、１２ｊのみでマスクＭを把持することと、クランプ部１２ｂ、１２ｄ、１２ｇ、１２ｉのみでマスクＭを把持することを交互に繰り返すことで、マスクＭを少しずつ基準面１１ｃに向けて移動させる。これにより、裏面ｍ２を基準面１１ｃに十分押圧することができる。

このようにして、マスクＭを略鉛直方向に保持したら、制御部１０１は、撮像部３０及び照明部４０を用いて検査処理を行う。検査処理は、既に公知であるため説明を省略する。

検査処理の終了後、制御部１０１は、マスクＭをフレーム１１から外し、マスク保持装置１の外へ搬出する。この搬出処理では、制御部１０１は、ローダ（図示せず）でマスクＭを把持し、クランプ部１２を退避位置に移動させるとともに、保持ブロック２１を下方に移動させて、マスクＭをフレーム１１から取り外す。その後、制御部１０１は、ローダ（図示せず）を移動させてマスクＭをマスク保持装置１の外へ搬出する。

クランプ部１２には弾性部材１２４が設けられているため、クランプ部１２が退避位置に移動するときに、クランププレート１２２に対して移動しているクランプ１２１が弾性部材１２４の付勢力により元の位置に戻る。また、保持ブロック２１に設けられた図示しない弾性部材の付勢力により、保持ブロック２１ａが＋ｚ方向に移動し、保持ブロック２１ａが元の位置に戻る。

本実施の形態によれば、クランプ部１２がクランプ１２１とクランププレート１２２とを有し、摺動面１２１ｄ、１２１ｈ、１２２ａ、１２２ｂと面Ｐとのなす角度θ２を先端面１２１ｃと面Ｐとのなす角度θ１より大きくしたため、クランププレート１２２が退避位置から当接位置に向けて移動するときに、クランプ１２１に加わる下向きの力が大きくなる。したがって、クランプ１２１が基準面１１ｃ側へ摺動し、先端面１２１ｃが当接しているマスクＭを基準面１１ｃに押圧することができる。これにより、マスクＭの振動を抑えることができる。

図１１（Ａ）は本実施の形態におけるクランプ部１２がマスクＭを押圧する力を説明する図であり、図１１（Ｂ）は従来の形態におけるクランプ部１２０がマスクＭを押圧する力を説明する図である。図示しない駆動部により、クランプ部１２、１２０には、マスクＭに向けて大きさＦの付勢力が加えられているものとする。

図１１（Ａ）に示す本実施の形態では、クランププレート１２２はクランプ１２１を大きさＦの力で水平方向に押圧する。クランプ１２１とクランププレート１２２との摺動面と面Ｐとのなす角度θ２は略４５度であるため、クランプ１２１には大きさＦの下向きの力が加わる。先端面１２１ｃに対する稜線ｅの位置は変化しないため、マスクＭにも大きさＦの下向きの力が加わる。これにより、マスクＭを基準面１１ｃにしっかりと押圧することができる。また、マスクＭに加わる力は角度θ２に依存し、角度θ１に依存しないため、角度θ１を小さくすることが可能である。

それに対し、図１１（Ｂ）に示す従来の形態では、クランプ部１２０が直接マスクＭを押圧するため、クランプ部１２０の先端面と面Ｐとのなす角度θ１とすると、マスクＭに加わる下向きの力はＦ×ｔａｎθ１となる。角度θ１を小さくすると、マスクＭに加わる下向きの力、すなわちクランプ部１２の推力（マスクＭに向けて大きさＦの付勢力）に対する基準面１１ｃ方向の分力成分Ｆ×ｔａｎθ１も小さくなり、マスクＭを基準面１１ｃに押圧できないおそれがある。

したがって、本実施の形態のように、クランプ部１２をクランプ１２１とクランププレート１２２との２部品構成とすることで、角度θ２を大きくすることができ、これによりマスクＭを基準面１１ｃに押圧してマスクＭと基準面１１ｃとが離れないようにすることができる。そして、マスクＭと基準面１１ｃとが離れないようにすることで、最も振幅が大きい基板の中央部分において１μｍより小さい振幅とし、基板の振動を抑えることができる。そのため、検査時に擬似欠陥が発生しないようにすることができる。

また、本実施の形態によれば、クランプ部１２はクランプ１２１とクランププレート１２２との２部品構成であり、角度θ１はマスクＭの押圧力と関係しないため、角度θ１を小さくすることができる。

なお、本実施の形態（図２、３等）では、マスクＭの稜線ｅが先端面１２１ｃの略中央に当接するような厚さのマスクＭを把持していたが、マスク保持装置１は様々な厚さのマスクを把持することができる。図１２は、クランプ部１２と、マスク保持装置１が把持する複数種類のマスクＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４との関係を示す模式図である。マスクＭ１は厚さｔ１が略１０ｍｍであり、マスクＭ２は厚さｔ２が略１４ｍｍであり、マスクＭ３は厚さｔ３が略１７ｍｍであり、マスクＭ４は厚さｔ４が略２０ｍｍである。

クランププレート１２２に加えられた付勢力によりクランプ１２１が平行移動する（クランプ１２１が回転しない）ためには、先端面１２１ｃとマスクＭとが当接する位置を通り、先端面１２１ｃと略直交する線（図１２の一点鎖線参照）が、摺動面１２１ｄ、１２２ａと交差する必要がある。マスクＭ１〜Ｍ４のうち最も厚いマスクＭ４が最も条件が厳しいため、本発明では、先端面１２１ｃとマスクＭ４とが当接する位置を通り、先端面１２１ｃと略直交する線Ｌが摺動面１２１ｄ、１２２ａと交差するようにクランプ１２１の形状を設定する。

例えば、クランプ１２１およびクランププレート１２２の基準面１１ｃから最も遠い面までの距離ｔ５が２１ｍｍ〜２２ｍｍであるとすると、上底１２１ｅの長さを略１ｍｍ以上とすれば、線Ｌを摺動面１２１ｄ、１２２ａと交差させることができる。

また、本実施の形態では、弾性部材１２４が基準面１１ｃから遠ざける方向の力をクランプ１２１に付勢したが、基準面１１ｃから遠ざける方向の力をクランプ１２１に付勢する形態はこれに限られない。例えば、摺動面１２１ｄ、１２２ａを挟むように、クランプ１２１の＋ｙ側の面の基準面１１ｃ寄りの位置と、クランププレート１２２の＋ｙ側の面の基準面１１ｃから離れた位置とにそれぞれピンを設け、２本のピンに引っ張りばねの両端を設けるようにしてもよい。また例えば、長孔１２２ｅ又はザグリ穴１２２ｆとストリッパーボルト１２３との間に圧縮ばねを設け、圧縮ばねでストリッパーボルト１２３を基準面１１ｃから遠ざける方向に押し上げるようにしてもよい。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、略立方体形状とは、厳密に立方体形状の場合に限られない。また、例えば、単に鉛直、一致等と表現する場合において、厳密に鉛直、一致等の場合のみでなく、略鉛直、略一致等の場合を含むものとする。また、本発明において「近傍」とは、例えばＡの近傍であるときに、Ａの近くであって、Ａを含んでもいても含んでいなくてもよいことを示す概念である。

１ ：マスク保持装置
１０ ：マスク保持部
１１ ：フレーム
１１ａ、１１ｂ：縦枠部
１１ｃ、１１ｄ：基準面
１１ｅ ：下枠部
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊ：クランプ部
２０ ：保持ユニット
２１、２１ａ、２１ｂ：保持ブロック
２１ｃ、２１ｄ：摺動面
２２ ：調整機構
２２ａ ：第１ブロック
２２ｂ ：第２ブロック
３０ ：撮像部
４０ ：照明部
１０１ ：制御部
１０２ ：記憶部
１０３ ：入力部
１０４ ：出力部
１２０ ：クランプ部
１２１ ：クランプ
１２１ａ ：本体部
１２１ｂ ：取付部
１２１ｃ ：先端面
１２１ｄ、１２１ｈ：摺動面
１２１ｅ ：上底
１２１ｆ ：下底
１２１ｇ ：平面
１２１ｉ、１２１ｊ：穴
１２１ｋ ：ねじ孔
１２１ｌ ：穴
１２２ ：クランププレート
１２２ａ、１２２ｂ：摺動面
１２２ｃ、１２２ｄ：穴
１２２ｅ ：長孔
１２２ｆ ：ザグリ穴
１２２ｇ ：上面
１２３ ：ストリッパーボルト
１２３ａ ：頭部
１２４ ：弾性部材

Claims (10)

1. 周縁に平面又は曲面の面取部が形成された透明な略板状の基板を略鉛直方向に保持する基板保持装置であって、
   略鉛直に延設された略棒状の第１縦枠部及び第２縦枠部を有するフレームと、
   前記第１縦枠部及び前記第２縦枠部に設けられた複数のクランプ部と、
   を備え、
   前記クランプ部は、前記基板と当接する当接位置と、前記基板と当接しない退避位置との間で略水平方向に移動可能であり、
   前記第１縦枠部及び前記第２縦枠部は、前記基板の表面と略直交する方向からみて前記基板の周縁と重なる部分を有し、当該重なる部分は、前記クランプ部が前記当接位置にあるときに前記基板の裏面が当接する基準面を有し、
   前記クランプ部は、前記当接位置において前記基板の側面と前記面取部との稜線に当接する第１先端面を有する第１ユニットと、前記第１ユニットと前記フレームとの間に略水平方向に移動可能に設けられた第２ユニットと、を備え、
   前記第１ユニットは、前記第２ユニットと当接する第１後端面を有し、
   前記第２ユニットは、前記第１後端面と当接する第２先端面を有し、
   前記第１先端面と、前記基準面と略直交する面とのなす角度は略４５度より小さく、
   前記第１後端面及び前記第２先端面と、前記基準面と略直交する面とのなす角度は、前記第１先端面と、前記基準面と略直交する面とのなす角度より大きく、
   前記第２ユニットが前記退避位置から前記当接位置に向けて移動すると、前記第１先端面が前記基板の側面と前記面取部との稜線に当接し、かつ前記第１ユニットが前記第２先端面に沿って前記基準面側へ摺動する
   ことを特徴とする基板保持装置。
2. 前記第１先端面は、前記基準面と略直交する面に対して略１０度傾いており、
   前記第１後端面及び前記第２先端面は、前記基準面と略直交する面に対して略４５度傾いている
   ことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
3. 前記クランプ部は、前記基準面から遠ざける方向の力を前記第１ユニットに付勢する弾性部材を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板保持装置。
4. 前記第１ユニットは、鉛直上方向又は鉛直下方向から見たときの形状が略台形形状であり、前記基準面から遠い側の上底は前記基準面に近い側の下底より短く、前記上底の長さが略１ｍｍである
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の基板保持装置。
5. 鉛直上方向又は鉛直下方向から見たときに、前記第１先端面と前記基板とが当接する位置を通り、前記第１先端面と略直交する線と、前記第１後端面及び前記第２先端面とが交差する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の基板保持装置。
6. 前記基板の下端面と当接する複数の保持ブロックと、前記保持ブロック毎に高さを変化させる調整機構と、を有する保持ユニットと、
   前記調整機構を制御して前記保持ブロックを前記基板の下端面と当接させてから、前記クランプ部を前記当接位置へ移動させる制御部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の基板保持装置。
7. 前記クランプ部は、前記第１縦枠部に設けられた第１クランプ部及び第２クランプ部と、前記第２縦枠部に設けられた第３クランプ部及び第４クランプ部と、を有し、
   前記第１クランプ部と前記第３クランプ部とが対向し、前記第２クランプ部と前記第４クランプ部とが対向し、
   前記制御部は、前記第１クランプ部、前記第２クランプ部、前記第３クランプ部及び前記第４クランプ部が前記当接位置にある状態から、前記第１クランプ部と前記第３クランプ部を前記当接位置に配置したまま前記第２クランプ部と前記第４クランプ部を前記当接位置から前記退避位置へと同時に移動させ、その後、前記第２クランプ部と前記第４クランプ部を前記退避位置から前記当接位置に向けて同時に移動させ、かつ前記第１クランプ部と前記第３クランプ部を前記当接位置から前記退避位置へと同時に移動させる
   ことを特徴とする請求項６に記載の基板保持装置。
8. 前記制御部は、前記クランプ部を連続して複数回略水平方向に往復移動させる
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の基板保持装置。
9. 前記保持ブロックは、前記基板の下端面と当接する第１保持ブロックと、前記第１保持ブロックの下側に設けられた第２保持ブロックと、を有し、
   前記第１保持ブロックは、略水平方向に移動可能である
   ことを特徴とする請求項６に記載の基板保持装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の基板保持装置と、
    前記基板を撮像する撮像部と、
    前記基板へ光を照射する照明部であって、前記基板を挟んで前記撮像部と対向するように設けられた照明部と、
    を備えたことを特徴とする基板検査装置。

Images