JPWO2008035752A1 - 基板検査装置 - Google Patents

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修哉 城ヶ崎
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Abstract

基板が大型化しても車両により輸送と、輸送先での組立てが容易にでき、かつ、輸送費の低減を図る。基板の搬送方向に対して直交する検査ラインを検査する検査ヘッドと、この検査ヘッドを支持するガントリーおよび基板を一定の高さに浮上させる検査用浮上ステージ部を検査ベースに一体に組み込んだ検査ユニットと、ガントリーの脚部と検査用浮上ステージ部との間の検査ベースに着脱可能に組み付けられ、基板を搬送する搬送路の一側縁に沿うように検査ユニットに対してT字状に配置され、基板を保持して搬送方向に移動させる搬送ユニットとを備え、車両による輸送の際に、搬送ユニットと検査ユニットをユニット単位に分解して輸送可能にした基板検査装置を提供する。

Description

本発明は、ガラス基板のようなシート状の基板を検査する基板検査装置に関するものである。
従来、フォト・リソグラフィ・プロセスラインで製造されるフラットパネルディスプレイ(FPD)用の大型ガラス基板を対象にした基板検査装置としては、浮上ステージ上にガラス基板をエア浮上させた状態で、ガラス基板を搬送方向に搬送し、浮上ステージを跨いで設けられたガントリーに取り付けられた検査ヘッドによりガラス基板表面の欠陥を検査するものが知られている。この種の基板検査装置では、強固な検査用ベースの上に、ガラス基板を浮上させる浮上ステージと、浮上したガラス基板を保持して搬送方向に強制的に搬送する基板搬送機構と、検査ヘッドを搬送方向と直交する方向に移動可能に設けた門型のガントリーが一体に組み込まれている。検査用ベースは、大型ガラス基板の2枚分と同等の大きさの花崗岩や、鉄鋼フレームを細長い矩形枠に溶接した構造となっている。
近年では、FPD用のガラス基板(マザーガラス)が大型化し、2.5m、3mを超える基板が出現している。ガラス基板の幅サイズが2mを超えた時点で、ガントリーを一体に組み込んだ検査装置の幅寸法は、ガラス基板の幅サイズ2mにガントリーを取り付けるスペースを含めると2.5mを超えてしまう。許可無く通行できる車両の車幅は、道路法等の法律で2.5mと規制されている。このため、幅が2.5mを超える検査装置を輸送する際には、特殊車両を手配して通行許可を得て、その通行許可を得た通行時間、通行経路でなければ輸送できなくなるため、自由に輸送することができないという問題と、輸送費が大幅にアップするという問題が生ずる。
このように、ガラス基板の大型化に伴い基板検査装置が大型化すると、FPD製造工場に輸送する特殊車両や、工場内に搬入するための特殊な搬送装置が必要になる。3mサイズのガラス基板を検査する基板検査装置は、浮上ステージを跨ぐようにガントリーが取り付けられるために、その幅寸法は4mを超えてしまい、特殊なトラックでも輸送ができなくなるという新たな問題が生じている。
このような問題を解決する基板検査装置として、例えば、特許文献1に開示されているものがある。
この基板検査装置は、検査すべきガラス基板のサイズを大きくすると、ガラス基板を精度良く平坦な水平状態に支持するための花崗岩ベースプレートが大型化、大重量化し、搬送の不便やコスト上昇の問題があるため、花崗岩ベースプレートを可能な限り小さくした構造を備えている。また、この基板検査装置は、3つ鉄鋼フレームと、花崗岩ベースを備えるガントリー・サブアセンブリと、真空コンタクトを備える2つのY軸リニアサーボモータ・アセンブリと、2つのエアテーブルに分割し、搬入先のFPD製造工場に輸送され、現地の据付場所で組み立てられるようになっている。
特開2005−62819号公報
しかしながら、特許文献1に開示されている基板検査装置は、花崗岩のベースプレート上に真空ノズルを組み込んだ吸着パッドアレイやエアチャックを搭載し、ガラス基板の搬送中は加圧空気によりガラス基板を浮上させ、検査中は真空気体により固定されるため、検査のたびにガラス基板を吸着・浮上させる動作を繰り返さなければならず検査時間を短縮することが困難になる。更に、2つのY軸リニアサーボモータ・アセンブリがガントリー・サブアセンブリを挟んで配置されるため、検査途中でガラス基板を受け渡す際にガラス基板がずれたり、ガラス基板の先端部と後端部で吸着保持するために、この吸着保持部を中心にしてガラス基板が回転するおそれがある。特に、ガラス基板を押す方向に搬送する際に、ガラス基板の重心が移動しやすくなり、ガラス基板の搬送姿勢が不安定になる。
また、ガントリー・サブアセンブリを中央鉄鋼フレームから分割し、更に上部鉄鋼フレームと下部鉄鋼フレームから2つのY軸リニアサーボモータ・アセンブリを分割して現地で組み立てるため、ガントリー・サブアセンブリの基準軸(X軸)に対して2つのY軸リニアサーボモータ・アセンブリの基準軸(Y軸)を直角にあわせることが困難になる。すなわち、3つに分割された鉄鋼フレームを溶接で一体化する際に、ガントリー・サブアセンブリと、2つのY軸リニアサーボモータ・アセンブリの取り付け位置がずれてしまうと、2つのY軸リニアサーボモータ・アセンブリの直線度や、ガントリー・サブアセンブリに対する夫々のY軸リニアサーボモータ・アセンブリの直角度を現場で調整しなおさなければならず、組み立てが煩雑になる。また、2つのY軸リニアサーボモータ・アセンブリがガントリー・サブアセンブリを挟んで配置されるため、ガントリー・サブアセンブリに対する夫々のY軸リニアサーボモータ・アセンブリの直角度と、2つのY軸リニアサーボモータ・アセンブリの直線度の両方を同時にあわせる必要があり、更に3つの鉄鋼フレームの位置合わせも必要となるため、現地での調整作業が煩雑になるという問題が生ずる。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、輸送および現地組立を容易にし、コストの低減を図ることができる基板検査装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、基板の搬送方向に対して直交する検査ラインを検査する検査ヘッドと、この検査ヘッドを支持するガントリーおよび前記基板を一定の高さに浮上させる検査用浮上ステージ部を検査ベースに一体に組み込んだ検査ユニットと、前記ガントリーの脚部と前記検査用浮上ステージ部との間の前記検査ベースに着脱可能に組み付けられ、前記基板を搬送する搬送路の一側縁に沿うように前記検査ユニットに対してT字状に配置され、前記基板を保持して前記搬送方向に移動させる搬送ユニットとを備え、車両による輸送の際に、前記搬送ユニットと前記検査ユニットをユニット単位に分解して輸送可能にした基板検査装置である。
この態様によれば、検査ユニットと搬送ユニットとを相互に組み付けることにより構成することができ、搬送時および組立時にはユニット単位で行うことができる。その結果、大型の基板を検査するための大型の基板検査装置をユニット単位に分解して容易に輸送することができる。
この場合において、検査ユニットは、基板を浮上させて支持する検査用浮上ステージ部と検査ヘッドとガントリーとから構成されているので、単独で基板の検査に必要な精度を達成できるように組立調整することができる。
上記態様において、検査ベース上に搬送ユニットを検査用ステージ部に対して水平に取り付ける基準面と、検査ヘッドの検査ラインに対して直角に取り付ける基準面とを有する当付け部材を設けるようにしてもよい。
この場合において、検査ベース上に設けられた当て付け部材に搬送ユニットを当付けることにより、検査ユニットと搬送ユニットを精度良く組み付けることが可能になる。
上記態様において、検査用浮上ステージを検査に支障のない平坦度に基板を浮上支持できる幅寸法にしてもよい。
この場合において、検査用浮上ステージの搬送方向の幅寸法を基板の数分の一に短くすることが可能になり、検査ユニットの搬送方向の幅寸法幅を車両の車幅以内にすることにより、検査ユニットを単体で輸送することができる。
上記態様において、検査ユニットに延長浮上ステージユニットまたは延長ローラステージユニットを組み付けられるようにしてもよい。
この場合において、延長浮上ステージユニットまたは延長ローラステージユニットにより大型の基板を支持する搬送路を拡大し、大型基板を安定して搬送することが可能になる。さらに、検査ユニットの検査用浮上ステージ部および延長ステージユニットの一端側に搬送ユニットを組み付けることにより、浮上ステージ部および延長ステージユニットによって支持された基板を保持して、検査ヘッドの移動方向と直交する方向に基板を移動させることができる。これにより、基板の全体にわたって2次元的に検査を行うことが可能となる。
この場合において、検査ユニットに延長浮上ステージユニットを組み付けることにより、基板が全面にわたって、検査用浮上ステージ部あるいは延長浮上ステージユニットにより浮上した状態に支持されて検査および搬送が行われるので、基板が搬送時の摩擦によって損傷することがなく、健全な状態に維持することができる。また、搬送時に摩擦を生じないので、搬送速度を向上してスループットを向上することができる。
上記態様において、細長い浮上ユニットを基板の搬送方向に直交する方向に間隔をあけて配列して延長浮上ステージ部を構成してもよい。
この場合、延長浮上ステージユニットは、検査ユニットの浮上ステージ部とは異なり、基板の検査している領域を支持していないので、延長浮上ステージユニットにおいて支持された基板の平坦度はさほど要求されない。そこで、細長い浮上ユニットを間隔をあけて配置することにより、間隔部分における浮上ユニットを省略して軽量化を図ることができ、その結果として延長浮上ステージユニットの搬送方向の剛性が低下することを防止できる。
上記態様において、検査用浮上ステージ部と延長浮上ステージユニットとの接合部分に搬送面の段差を乗り越えるためのローラを設けてもよい。更に、このローラを検査用浮上ステージ部の搬送方向の両側に沿う検査ベース上に設けるようにしてもよい。
この場合、搬送面の高さを調整することなく、検査ユニットに延長浮上ステージユニットを簡単に組み込むことができる。検査用浮上ステージの検査領域の両側に配置されるローラにより、基板の浮上高さに規制されることにより、基板の平坦度を良好に維持することができる。
更に、上記態様において、搬送ユニットの搬送ベースの下面に運搬用ベアリングを設けるようにしてもよい。
この場合、重量物である搬送ユニットを微小に移動させながら検査用ベースに正確に位置合わせすることができ、エアベアリングを用いることにより、位置決めした状態で搬送ベースを検査用ベースに高精度に位置決めすることができる。
本発明によれば、基板が大型化しても車両により輸送と、輸送先での組立てが容易にでき、かつ、輸送費の低減を図ることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る基板検査装置を示す平面図である。 図1の基板検査装置の側面図である。 図1の基板検査装置の正面図である。 図1の基板検査装置のA−A断面を示す縦断面図である。 図1の基板検査装置の検査ユニットを示す正面図である。 図5の検査ユニットの側面図である。 図5の検査ユニットの平面図である。 図1の基板検査装置の延長浮上ステージユニットを示す平面図である。 図8の延長浮上ステージユニットを示す側面図である。 図1の基板検査装置の他の延長浮上ステージユニットを示す平面図である。 図10の延長浮上ステージユニットを示す側面図である。 図1の基板検査装置の搬送ユニットを示す側面図である。 図12の搬送ユニットを示す平面図である。 図5の検査ユニットに図8および図10の延長浮上ステージユニットおよび図13の搬送ユニットを組み付ける前の状態を示す平面図である。 図5の検査ユニットに図8および図10の延長浮上ステージユニットを組み付ける前の状態を示す側面図である。 図8の延長浮上ステージユニットの変形例を示す正面図である。 図16の延長浮上ステージユニットの浮上ステージユニット部を締結する当付け面の構造例を示す縦断面図である。 図8の延長浮上ステージユニットの他の変形例を示す正面図である。 図1の基板検査装置の他の変形例を示す平面図である。 図19の基板検査装置のA−A断面を示す縦断面図である。 図1の基板検査装置の検査ユニットの変形例を示す側面図である。 図21の検査ユニットを示す平面図である。 図1の基板検査装置の変形例を示す平面図である。
符号の説明
1 基板検査装置
2 検査ユニット
3,4 延長浮上ステージユニット
5 搬送ユニット
8 ガントリー
9 浮上ステージ部
10 検査ヘッド移動機構(ヘッド搬送機構)
11 顕微鏡(検査ヘッド)
21,22 浮上ユニット
25 搬送ベース(ベース)
26 直線移動機構(レール、駆動機構)
27 スライダ
28 吸着機構(着脱機構)
本発明の第1の実施形態に係る基板検査装置1について、図1〜図23を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る基板検査装置1は、図1〜図4に示されるように、フォト・リソグラフィ・プロセスラインでフラットパネルディスプレイ(FPD)を多数製造するマザーガラス等のシート基板を検査するための装置であって、検査ユニット2と、延長浮上ステージユニット3,4と、搬送ユニット5とを備えている。検査ユニット2の片側には、矩形状のガラス基板の一側縁部を保持して搬送する搬送ユニット5が検査ユニット2の検査軸(x軸)に対して直角になるように配置されている。
検査ユニット2は、図5〜図7に示されるように、除振台6に載置される検査用ベース7と、この検査用ベース7に固定される門型のガントリー8と、基板を一定の高さに精度良く浮上させる検査用浮上ステージ部9と、ガントリー8の水平ビーム8aに敷設されたガイドレール10aを備えた検査ヘッド移動機構10と、検査ヘッド移動機構10により検査用浮上ステージ部9を横断するように直線移動させられる顕微鏡(検査ヘッド)11と、検査用浮上ステージ9の下方に顕微鏡11の対物レンズに対向して配置される透過照明光源12と、顕微鏡11の移動に同期して前記透過照明光源12を直線移動させる照明移動機構13とを備えている。
検査ヘッドとしては、倍率の異なる複数の対物レンズを装着した顕微鏡のほかに、基板に対して所定の角度でライン照明光を照射し、基板からの反射光をラインセンサカメラで撮像するマクロ検査ヘッドや、顕微鏡にリペア装置を組み込んだレーザ加工ヘッドなどの基板の搬送方向と直交する検査ラインを検査するものであればよい。マクロ検査ヘッドを採用した場合、検査ラインを撮像するラインセンサカメラとライン照明光源がガントリー8に所定の角度関係をもって固定されているため、検査ヘッド移動機構10と照明移動機構13は不要となる。
検査用浮上ステージ部9は、検査ライン上に透過照明光源12からの照明光を透過可能なスリット状の微小間隙14が開くように搬送方向(Y方向)の前後に精密浮上ステージ部9A,9Bが平行に配置されている。この精密浮上ステージ部9A,9Bは、検査ラインの両側に対して所定幅の検査領域を構成し、この検査領域の全面にわたってほぼ均等に空気を排出させる多数の空気孔を有し、基板の上面が精密浮上ステージ部9A,9Bの上面に対して一定の高さに精度良く平坦に浮上させることができるようになっている。精密浮上ステージ部9A,9Bは、例えば、板厚0.7mmのガラス基板を0.2mmに浮上させた場合、ガラス基板の上面の高さが精密浮上ステージ部9A,9Bの上面に対して0.9mmの高さになるように高精度に規制することができる。
これらの精密浮上ステージ部9A,9Bは、空気を排出させる空気孔のほかに空気を吸引する空気孔を備え、空気の排出と吸引を同時に行なうことにより、基板の浮上高さを高精度に規制させるようにしても良い。
また、検査ヘッドにマクロ検査ヘッドを採用した場合、精密浮上ステージ部9A,9Bを一枚で構成し、検査ラインに沿ってステージ表面からの反射光を防止するためのスリット溝を設けることが好ましい。
補助検査用浮上ステージ部9Cは、精密浮上ステージ部9A,9Bより上流側に近接して配置され、基板を検査領域に安定して搬入させるために設けられている。この浮上ステージ部9Cは、細長い複数の浮上ユニット15が幅方向に間隙をあけて検査用ベース7の上面に水平に配置されている。浮上ステージ部9Cは、精密浮上ステージ部9A,9Bと同じ仕様か、精密浮上ステージ部9A,9Bに比べて空気孔の密度を小さくした浮上精度の低いものでよい。また、この浮上ステージ部9Cは、精密浮上ステージ部9A,9Bにより基板を平坦に規制できる場合には省略してもよい。
検査ヘッド移動機構10は、例えば、リニアモータにより構成されている。顕微鏡11は、ガイドレール10a,ガイドレール10aに沿って移動可能に設けられ、検査ヘッド移動機構10の作動により顕微鏡11が検査用浮上ステージ部9の上面に対して水平移動することができるようになっている。顕微鏡11の移動に同期して照明移動機構13により透過照明光源12が水平移動させられようになっている。透過照明光源12からの照明光は、微小間隙14を通して基板の裏面から照射され、基板を透過して顕微鏡11により観察される。顕微鏡11によって観察された基板の観察像は、撮像装置により画像として取得されるようになっている。
精密浮上ステージ部9A,9Bは、顕微鏡11の検査ラインに対して基板を検査に支障をきたさない平坦度に浮上支持できる幅寸法を有すればよい。基板を平坦に浮上させた状態で、検査ヘッド移動機構10および照明移動機構13の作動により、顕微鏡11および透過照明光源12を搬送方向(Y方向)と直交する幅方向(X方向)に直線移動させることにより、基板における幅方向に沿う所定の直線状の検査ラインについて検査を行うことができる。この基板を浮上させた状態で搬送方向(Y方向)に移動させることにより、基板を浮上させた状態で基板の全面を検査することができる。顕微鏡11で基板表面の欠陥を検査する場合には、搬送ユニット5により基板を搬送方向に移動させ、欠陥のY座標に相当する位置に停止させる。この後、検査ヘッド移動機構10により顕微鏡11を欠陥のX座標に相当する位置に移動させることにより、基板表面の欠陥を観察することができる。また、検査ヘッドにマクロ検査ヘッドを採用した場合、基板を検査用浮上ステージ部9上で浮上させながら搬送方向(Y方向)に一定の速度で搬送させることにより、複数のラインセンサカメラにより基板全面を撮像することができる。
検査ユニット2は、精密浮上ステージ9A,9B上に水平に浮上した基板表面に対して顕微鏡11が水平に移動できるように、検査ベース7に対して精密浮上ステージ9A,9Bまたはガントリー8の高さを調整する。また、検査ユニット2は、精密浮上ステージ9A,9Bの検査用の微小間隙に対してもガイドレール10aが平行になるように、ガントリー8または精密浮上ステージ9A,9Bを微小角度回転させて調整する。
この検査ユニット2は、精密浮上ステージ部9A,9B、顕微鏡11を組み込んだガントリー8、透過照明光源12が高精度に調整されて検査用ベース7に一体に組み込まれ、1次元の検査装置を構成している。この検査ユニット2は、単独で道路規制を受けない車幅2.5mの一般車両により輸送できるように、検査ベース7の短辺側寸法が車両の荷台の車幅寸法より小さくなるように設定される。検査ベース7の搬送方向の短辺側寸法は、少なくとも検査ベース7にガントリー8の脚部を取り付ける長さであればよい。例えば、車幅が2.5mに規定されている大型トラックで輸送する場合、検査ベース7の短辺側寸法をガントリー8と検査用浮上ステージ9をあわせた最大寸法より大きく車幅2.5mより短い長さに設定することが可能になる。また、検査浮上ステージ部9の短辺側幅寸法は、車幅より短い基板サイズの数分の一、例えば、3mサイズのガラス基板に対して1/5〜1/2の0.6m〜1.5mに設定してもよい。ここでは、検査ユニット2の短辺側寸法を2mに設定するものとする。
なお、検査ユニット2の検査ベース7には、後述する搬送ユニット5を水平に取り付ける基準面16aを有する当付け部材16と、ガントリー8の検査軸に対して直角に取り付ける基準面100aを有する当付け部材100が所定の間隔をおいて一対設けられている。また、検査ベース7の搬送方向(Y方向)の両端部には、後述する延長浮上ステージユニット3,4を取り付ける当付け面17,18が設けられている。
前記延長浮上ステージユニット3,4は、図4に示されるように、前記検査ユニット2の検査用浮上ステージ部9に連続して搬送方向の両側に延長するように2箇所に取り付けられるようになっている。
各延長浮上ステージユニット3,4は、検査ベース7に設けられた当付け面17,18に固定される架台19,20を備えている。当付け面17,18としては、蟻臍などの凹凸の嵌め合わせ構造を採用することにより、検査ベース7に形成した凹部に架台19,20に形成された凸部を嵌め込むことにより簡単に取り付けることができる。架台19,20の上面には、搬送方向に延びる細長い浮上ユニット21,22が搬送方向と直交する幅方向に複数配列して固定されている。延長浮上ステージユニット3,4は、精密浮上ステージ9A,9Bのように基板を高精度に浮上させる必要が無いため、各浮上ユニット21,22を離して配置することができる。この浮上ユニット21,22を所定の間隔をあけて配置することにより、延長浮上ステージユニット3,4の軽量化を図ることができるとともに、安価に製造することができる。
各浮上ユニット21,22は、補助検査用浮上ステージ9Cと同様にその上面に多数の空気孔を有している。図8〜図11に示すように、浮上ユニット21,22の上面には、空気孔から排出された空気を大気に逃がすための溝21a,22aが搬送方向に沿って2本形成されている。浮上ユニット21,22の幅が比較的小さい場合には、間隙部分から空気が抜けるために溝21a,22aを形成しなくても基板を安定して浮上させることができる。
また、各延長浮上ステージユニット3,4の架台19,20には、後述する搬送ユニット5に固定するための締結部材23,24が設けられている。
搬送ユニット5は、図12および図13に示されるように、検査ユニット2の検査ベース7に設けられた当付け部材16、100に固定される取付面5a,101aを有する長尺の搬送ベース25と、この搬送ベース25の上面に敷設されたガイドレール26a,ガイドレール26aを備えたリニアモータなどの直線移動機構26と、ガイドレール26a,ガイドレール26aに沿って移動可能に設けられたスライダ27と、このスライダ27に取り付けられ、例えば吸着等により基板を着脱する着脱機構28とを備えている。
搬送ベース25は、基板を搬送方向(Y方向)に移動させるために基板の2枚分の長さより若干長めに形成される。例えば、3mの基板サイズの場合、搬送ベース25の長さは、基板の2枚分の6mより長い6.5mとなる。この搬送ベース25は、検査ユニット2の検査ベース7の当付け部材16の基準面16aと当付け部材100の基準面100aの両方に押し当ててボルトにより固定することにより、検査ユニット2の検査軸(X軸)に対する直角度と、精密浮上ステージ9A,9Bに対する水平度を簡単にあわせることができる。
この搬送ユニット5は、検査ユニット2に対してT字型に取り付けられ、例えば、3mサイズのガラス基板の場合は、検査ユニット2に搬送ユニット5を一体に組み立てた時の設置面のX方向とY方向のサイズは、検査ユニット2のX方向の長さを4mと、搬送ユニット5のY方向の長さを6.5mとなる。検査ユニット2に搬送ユニット5を一体に組み立てた状態では、短いX方向の幅でも4mとなるために、道路を運行するための法律で規定された一般道路を通行可能な車幅2.5m以内の大型トラック(車両)に搭載することができなくなる。
この搬送ユニット5を検査ユニット2からユニット単位で分解できる構成とし、検査ユニット2の短辺側寸法を2mに設定することにより、2m×4mの大きさの検査ユニット2を単独で車幅2.5mの大型トラックで輸送することができるようになっている。また、一次元検査装置として機能する検査ユニット2は、高度に調整して組み立てた状態のままで大型トラックに搭載して輸送することにより、別に輸送した搬送ユニット5を取り付けるだけで面倒な調整も無く、簡単に組み立てられるようになっている。
検査ユニット2に対して搬送ユニットをT字型に組み付けることにより、二次元検査装置として機能する。検査ユニット2の搬送方向の両側に延長浮上ステージユニット3,4を取り付けることにより、搬送ユニット5が基板搬送路の一側縁に沿って全長にわたって配置される。
搬送ベース25は、上述したように、長い距離にわたって配置される直線移動機構26を撓まないように支持する必要があるため、十分に大きな高さ寸法を備え、強度部材として機能するようになっている。本実施形態では、規格品の角鋼管を3本重ね合わせて構成し、強度を高め、且つ軽量化を図っている。
また、搬送ベース25には、延長浮上ステージユニット3,4の架台19,20の締結部材23,24を取り付ける当付け面29が設けられている。延長浮上ステージ3,4を搬送ベース25に支持させることにより、延長浮上ステージユニット3,4が撓まないように補助するようになっている。
このように構成された本実施形態に係る基板検査装置1の作用について説明する。
本実施形態に係る基板検査装置1は、図14ないし図15に示すように、1つの検査ユニット2、2つの延長浮上ステージユニット3,4および搬送ユニット5の4つのユニットから構成されており、それぞれがユニット2〜5単位で組み付けられるように分解可能な構成となっている。したがって、車両による輸送時には、ユニット2〜5毎に分解して容易に搬送することができるという利点がある。また、輸送先での組立時には、それぞれユニット2〜5単位で調整されたものを相互に組み付けるだけで大型の基板を精度良く検査可能な基板検査装置1を搬送先の現場で容易に組み立てることができる。
特に、検査ユニット2は、顕微鏡11の検査ヘッドを高精度で組み込んだガントリー8と、浮上精密ステージ9A,9Bと、透過照明光源12を検査ベース7に一体に組み込んで、単独で1次元の検査装置となるように調整されているので、他のユニット3〜5を組み付けるだけで、その後の調整作業を行うことなく、高い精度で基板の検査を行うことができる。
そして、検査ベース7の搬送方向の両端に設けられた当付け面17,18に延長浮上ステージユニット3,4をそれぞれ固定することにより、大型の基板を搭載し平坦な状態に維持することができる大型の浮上ステージが構成される。
さらに、搬送ユニット5を組み付けることにより、浮上ステージによって浮上された状態に支持された基板の一辺側を吸脱機構により保持して搬送方向(Y方向)に搬送することができる。これにより、搬送ユニット5の作動によって基板を搬送方向(Y方向)に移動させながら、顕微鏡11を検査ヘッド移動機構10によって搬送方向に直交する方向(X方向)に移動させることで、基板の全面にわたって2次元的な検査を行うことができる。
検査ユニット2の検査ベース7には、搬送ユニット5を水平に取り付ける基準面16aを有する当付け部材16と、ガントリー8の検査軸に対して直角に取り付ける基準面100aを有する当付け部材100が所定の間隔をおいて一対設けられている。
検査ユニット2に搬送ユニット5を組み込んで直角度、水平度の調整を行なった後で、検査ユニット2から長尺の搬送ユニット5を分離させることで、夫々を別々に大型トラックで輸送することができる。
特に、検査ユニット2は、従来の検査用浮上ステージのように基板全面で受ける方式から、基板を水平に維持できる検査領域に対応する基板の一部を浮上させる精密浮上ステージ9A,9Bを採用することにより、検査ユニット2の基板搬送方向(Y方向)の幅寸法を基板の数分の一にまで小さくすることができる。この結果、検査ユニット2の基板搬送方向の幅寸法を一般トラックの車幅寸法より小さくすることができ、長尺の搬送ユニット5を取り外すだけで、特別な許可を得る特殊大型トラックのように交通規制を受けることなく、道路を運行するための法律で規制を受けない一般大型トラックで自由に輸送することが可能になる。交通規制を受ける特殊大型トラックに比べて、一般大型トラックでの輸送コストを大幅に低減することができる。
また、搬送ユニット5の搬送ベース25には、当付け面5a,101aが夫々2箇所に設けられている。この搬送ユニット5を検査ユニット2から分離して輸送し、現地で検査ユニット2の当付け部材16の基準面16aと当付け部材100の基準面100aに搬送ベース25の取付面5a,101aを合わせて押し当てるだけで、搬送方向(Y方向)に対する水平度と、検査ユニット2の検査軸(X軸)に対する直角度とを確保することができる。
本実施形態に係る基板検査装置1によれば、基板が搬送方向のいずれの位置に存在しても、基板全面が浮上ステージ部9あるいは延長浮上ステージユニット3,4によって浮上された状態に支持されるので、基板が搬送ユニット5の作動により搬送方向に移動させられても、基板の裏面が搬送路に擦れることがなく、摩擦による損傷を未然に防止することができる。
また、検査ユニット2の検査用浮上ステージ部9により、基板を平坦に維持したまま、検査ヘッド移動機構10により顕微鏡11を移動させ検査ラインに沿って基板面を精度良く検査できる。そして、大型で重量のあるガラス基板を浮上させながら強制搬送することにより、搬送速度を増大させることができ、且つ従来のように基板を検査ステージに載置せずに浮上したまま検査することで、その結果、検査のスループットを向上することができるという利点がある。
また、延長浮上ステージユニット3,4は、浮上ユニット21,22の間隔を開けて軽量化を図ることで、検査ユニット2の搬送方向の両端面に取り付けた状態での搬送方向に沿う撓みを抑制することができるとともに、輸送及び現場での組み立てが容易になる。
さらに、延長浮上ステージユニット3,4を搬送ユニット5の搬送ベース25に固定することにより、延長浮上ステージユニット3,4の剛性を向上させ、撓みの低減および振動の低減を図ることができるという利点がある。
なお、本実施形態に係る基板検査装置1においては、検査ユニット2の検査ベース7の下部に除振台6を備えることにしたが、これに代えて、高さ調整機構を備えたアジャスタを設けることにしても良い。フォト・リソグラフィ・プロセスラインのインラインに配置する場合には、前後に配置されるローラコンベアの搬送ライン高さにあわせるためにアジャスタを設ける。インラインに配置する場合、検査ユニット2の検査ベース7から延長浮上ステージユニット3,4を分離させ、各延長浮上ステージユニット3,4にアジャスタを取り付けて直接床に設置するようにしても良い。
また、延長浮上ステージユニット3,4が大型となる場合には、図16および図17に示されるように、複数の浮上ユニット22を有する2つの浮上ユニット部30,31に分割し、単一の架台19,20の上にそれぞれ固定することとしてもよい。この場合に、浮上ユニット部30,31どうしは、例えば、図17に示されるように、幅方向および厚さ方向に設けた当付け面32,33を、ボルト34によって締結することにより密着させ、精度よく一体的に組み立てることが好ましい。
また、架台19,20が大型となる場合には、図18に示されるように、架台19,20も分割し、一体的に組み立てられた浮上ユニット部30,31に固定することとしてもよい。
また、延長浮上ステージユニット3,4に代えて、図19および図20に示されるように、延長ローラステージユニット40,41を検査ユニット2の検査ベース7に組み込んでも良い。これらの延長ローラステージユニット40,41は、多数のローラ42a,43aにより基板の裏面を支持するローラステージ部42、43を同様の架台19,20に搭載した延長ローラステージユニットを検査ユニット2の検査ベース7に組み込んでも良い。この場合、各ローラは、基板の裏面に接して自由に回転するフリーローラコンベアで構成され、基板裏面と接する各ローラ42a,43aの頂点を検査ユニット2の浮上ステージ部9上の基板浮上高さと同等の高さにあわせる。例えば、精密浮上ステージ9A,9Bにより基板を0.2mmの高さに浮上させる場合、各ローラステージ部42,43の各ローラ42a,43aの頂点高さを精密浮上ステージ9A,9Bの上面に対して基板浮上高さの0.2mmになるようにあわせる。
また、検査ユニット2の浮上ステージ部9と各延長浮上ステージユニット3,4の接合部分に、図21および図22に示される乗り越しローラ機構44を配置しても良い。この乗り越しローラ機構44は、延長浮上ステージユニット3,4の浮上ユニット21,22を支えるユニット保持部材21a,22aに形成された凹形状の切欠き部21b,22bに取り付けられている。乗り越しローラ機構44は、U字形状の受け部材44aに軸44bが固定され、この軸44bにベアリング44c、44cを介してローラ44dが回転自在に支持されている。このローラ44dは、PEEK(Poly Ether Ether Ketone)樹脂などのガラス基板よりも柔らかい耐磨耗性を有する樹脂からなる。この乗り越しローラ機構44は、延長浮上ステージユニット3,4の各浮上ユニット21,22の夫々の間隙に配置される。これらの乗り越しローラ機構44の各ローラ44dは、各浮上ユニット21,22の上面に対して基板の浮上高さと同等の高さ、例えば0.2mmだけ突出して設けられている。
検査ユニット2の搬送方向の両端側に延長浮上ステージ3,4を取り付ける際に、浮上ステージ部9と各延長浮上ステージ3,4に浮上高さに比して小さな段差が生じても、ガラス基板の先端がローラ44dに接して段差を安定して乗り越えることができようになる。
この乗り越し用のローラ44dを延長浮上ステージユニット3,4と検査用浮上ステージ部9の接合部分に設けることにより、搬送面の高さを調整することなく、検査ユニット2に延長浮上ステージユニット3,4を簡単に組み込むことができる。
また、乗り越しローラ機構44は、検査ユニット2の検査領域となる検査用浮上ステージ部9の両側に沿うように検査用ベース7に設けるようにしても良い。この乗り越しローラ機構44を検査用ベース7に取り付けることにより、精密浮上ステージ部9A,9Bに対してローラ44bの突出高さを高精度に設定することができる。この結果、検査ユニット2に搬入された薄いガラス基板は、検査領域の両側に沿うように複数箇所に配置された各乗り越しローラ機構44により、精密浮上ステージ部9A,9Bの浮上高さに規制されるため、ガラス基板の浮上高さと平坦度を良好に維持することができるようになる。
更に、搬送ユニット5の搬送ベース25の下面には、図23に示すように重量となる搬送ユニット5を旋回自在に移動させる運搬用ベアリングとしてチルトローラ45を設けても良い。搬送ユニット5は、台車46に載せられ、図14に示すように検査ユニット2のガントリー8の内側から先端部分を挿入して検査用ベース7上に搭載される。この台車46には、リフト機構が備えられている。搬送ユニット5は、搬送ベース25の取り付け面5a,101aが検査用ベース7の取り付け部材16、100に略一致する位置まで送り出され、リフト機構により搬送ユニット5を下降させることにより検査用ベース7上に搭載されるようになっている。このとき搬送ベース25は、チルトローラ45により検査用ベース7から浮いた状態で旋回自在に支持されるため、搬送ユニット5を微小に移動させながら搬送ベース25の取り付け面5a,101aを検査用ベース7の取り付け部材16、100の各基準面16a,100aに正確にあわせこむことができる。
運搬用ベアリングとして、チルトローラ45に代えて、搬送ベース25を構成する一番下の角鋼管の両端を密封させて高圧エアをためるエアタンクに構成し、下面に多数のエアを突出するエア突出孔を形成することによりエアベアリングの機能を備えることができる。エアベアリングを用いると、位置決めした状態でエアタンクを大気開放することにより、搬送ベース25の取り付け面5aが検査用ベース7の取り付け部材16基準面16aに密着するため、高精度に位置決めを行なうことができる。

Claims (15)

  1. 基板の搬送方向に対して直交する検査ラインを検査する検査ヘッドと、この検査ヘッドを支持するガントリーと、前記基板を一定の高さに浮上させる検査用浮上ステージ部とを検査ベースに一体に組み込んだ検査ユニットと、
    前記ガントリーの脚部と前記検査用浮上ステージ部との間の前記検査ベースに着脱可能に組み付けられ、前記基板を搬送する搬送路の一側縁に沿うように前記検査ユニットに対してT字状に配置され、前記基板を保持して前記搬送方向に移動させる搬送ユニットとを備え、
    車両による輸送の際に、前記搬送ユニットと前記検査ユニットをユニット単位に分解して輸送可能にしたことを特徴とする基板検査装置。
  2. 前記検査ユニットは、前記ガントリーの脚部と前記検査用浮上ステージ部との間の前記検査ベース上に前記搬送ユニットを前記検査用ステージ部に対して水平に取り付ける基準面と、前記検査ヘッドの検査ラインに対して直角に取り付ける基準面とを有する当付け部材を設けたことを特徴とする請求項1に記載の基板検査装置。
  3. 前記検査用浮上ステージ部は、前記検査ヘッドの検査ラインに対して前記基板を検査に支障のない平坦度に浮上支持できる幅寸法の検査領域を有することを特徴とする請求項1に記載の基板検査装置。
  4. 前記検査用浮上ステージ部は、空気の排出と吸引を同時に行なって、前記基板を一定の高さに精度良く平坦に浮上させることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の基板検査装置。
  5. 前記検査ユニットは、前記検査用浮上ステージ部の搬送方向の少なくとも一方側に前記基板を水平に支える延長浮上ステージユニットまたは延長ローラステージユニットを着脱可能に組み付け、前記輸送の際に前記検査ユニットから分解して輸送可能にしたことを特徴とする請求項1に記載の基板検査装置。
  6. 前記延長浮上ステージ部は、細長い浮上ユニットを基板の搬送方向に直交する方向に間隔をあけて配列したことを特徴とする請求項5に記載の基板検査装置。
  7. 前記検査ユニットは、前記検査用浮上ステージ部の搬送方向の少なくとも一方側に前記基板を浮上させて水平に支える延長浮上ステージユニットを着脱可能に組み付け、前記検査用浮上ステージ部と延長浮上ステージユニットとの接合部分に搬送面の段差を乗り越えるためのローラを設けたことを特徴とする請求項1に記載の基板検査装置。
  8. 前記搬送面の段差を乗り越えるためのローラは、前記検査用浮上ステージ部の搬送方向の両側に沿うように前記検査ベース上に設けられることを特徴とする請求項7に記載の基板検査装置。
  9. 前記搬送ユニットは、長尺の搬送ベースと、この搬送ベースの上面に敷設されたガイドレールを備えた直線移動機構と、この直線移動機構により前記ガイドレールに沿って移動するスライダと、このスライダに設けられ前記基板を着脱する着脱機構とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の基板検査装置。
  10. 前記搬送ユニットは、前記搬送ベースの下面に旋回自在な運搬用ベアリングを設けたことを特徴とする請求項9に記載の基板検査装置。
  11. 前記搬送ベースは、複数の角鋼管を重ね合わせ、最下位の角鋼管を密封構造のエアタンクに構成し、その下面に多数の空気を排出させるエア排出孔を形成してエアベアリングに構成したことを特徴とする請求項9に記載の基板検査装置。
  12. 基板を検査する検査ヘッドと、該検査ヘッドを支持して水平一方向に移動させるヘッド搬送機構と、空気を吐出する多数の空気吐出孔を有し、検査ヘッドの光軸上に配置される基板を浮上させた状態に支持する水平な浮上ステージ部とを備える検査ユニットと、
    該検査ユニットに組み付けられ、前記ヘッド搬送機構による検査ヘッドの移動方向に直交する方向に前記浮上ステージ部を延長し、基板を浮上させた状態に支持する延長浮上ステージユニットと、
    前記検査ユニットに組み付けられ、前記浮上ステージ部および前記延長浮上ステージユニットの一端側に、前記ヘッド搬送機構による検査ヘッドの移動方向に直交する搬送方向に沿って配置され、前記浮上ステージ部および前記延長浮上ステージユニットにより浮上された基板を把持して搬送方向に移動させる搬送ユニットとを備える基板検査装置。
  13. 前記延長浮上ステージユニットが、前記検査ユニットを挟んで前記搬送ユニットによる基板の搬送方向の両側に組み付けられている請求項12に記載の基板検査装置。
  14. 前記搬送ユニットが、ベースと、該ベースに固定されるレールと、該レールに沿って直進移動させられるスライダと、該スライダに取り付けられ前記基板を把持する着脱機構と、前記スライダを移動させる駆動機構とを備え、前記延長浮上ステージユニットが、前記搬送ユニットのベースに組み付けられている請求項12または請求項13に記載の基板検査装置。
  15. 前記延長浮上ステージユニットが、基板の搬送方向に直交する方向に間隔をあけて配置される複数の浮上ユニットを備える請求項12に記載の基板検査装置。
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