CN1873373A - 基板测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种即使在基板大型化的情况下也能够正确地测定基板的基板测定装置。测长仪具有：基座(10)；载物台部(14)，其不会从该基座(10)受到应力，而以其表面相对与铅垂方向倾斜了微小角度的状态被基座(10)支撑；导辊(42)以及升降辊(43)，其用于支撑应进行测定的基板(100)的下端部；架台(15)，其通过由设置在载物台部的上部与下部的导轨(45)引导，能够沿着载物台部(14)的表面向左右方向移动；拍摄部(18)，其通过由设置在该架台(15)上的导轨(53)引导，能够沿着架台(15)向上下方向移动。

Description

基板测定装置
技术领域
本发明涉及一种对用于制作印刷电路板的掩膜基板或液晶显示板用的玻璃基板等基板进行测定的基板测定装置。
背景技术
作为这样的基板测定装置的一种，用于测定基板表面上的两点间距离的测长仪已经投入使用(请参考专利文献1)。在这种测长仪中采用有这样的结构，即，沿着装载了基板的载物台表面，设置有向X、Y方向可移动的拍摄部，并根据使用该拍摄部来拍摄基板表面的两点时的拍摄部的移动量，测定该两点间的距离。
然而，伴随着近年来的基板的大型化，上述的测长仪产生了这样的问题，即，载置在载物台上的基板与载物台一起发生弯曲，而无法进行正确的测长工作。另外，利用这种基板所制作的印刷电路板或者玻璃基板通常是在处于铅垂方向的状态下被使用的，导致在将基板以水平方向装载的情况下与使基板处于铅垂方向的情况下，基板上发生变形的方式不同。
另一方面，在专利文献2中，公开有在使液晶显示装置处于垂直方向的状态下对其进行检查的检查装置。
专利文献1：JP特开2005-30879号公报。
专利文献2：JP特开2004-294271号公报。
在专利文献2中所记载的检查装置中，分别配置有支撑液晶显示装置的工作台与拍摄机构。在这种检查装置中，当液晶显示装置(基板)相对为小型时不产生问题，但是当液晶显示装置为大尺寸时，液晶显示装置和工作台会发生变形，从而存在必须调整拍摄机构的相对位置的问题。特别是，在具有沿着装载了基板的载物台表面可向X、Y方向移动的拍摄部的基板测定装置中，有必要考虑工作台的变形与拍摄部位置的关系。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种即使基板大型化的情况下也能够正确地测定基板的基板测定装置。
(1).本发明是一种基板测定装置，其特征在于，具有：基座；载物台部，其不会受到从上述基座施加的应力，而以其表面相对于铅垂方向倾斜了微小角度的状态被上述基座支撑着；基板支撑构件，其用于支撑应进行测定的基板的下端部，并且设置在上述载物台部的下方；架台，其通过由设置在上述载物台部的上部与下部的引导构件引导，从而能够沿着上述载物台部的表面向左右方向移动；拍摄部，其通过由设置在上述架台上的引导构件引导，从而能够沿着上述架台向上下方向移动。
(2).本发明是如(1)所述的基板测定装置，其特征在于，当设定了使上述载物台部的表面为X、Y方向的三维坐标系时，上述基座具有：第一支撑部，其以相对于上述基座而限制上述载物台部在X、Y、Z方向上移动的状态来支撑上述载物台部；第二支撑部，其以相对于上述基座而限制上述载物台部在Y、Z方向上移动的状态来支撑上述载物台部；第三支撑部，其以相对于上述基座而限制上述载物台部在Z方向上移动的状态来支撑上述载物台部。
(3).本发明是如(1)或(2)所述的基板测定装置，其特征在于，具有：配设在上述载物台部上、并测定上述架台的位置的线形标尺；配设在上述架台上、并测定上述拍摄部的位置的线形标尺。
(4).本发明是一种基板测定装置，其拍摄形成在基板上的图案，并基于所拍摄的图像来进行上述图案的测定，其特征在于，具有：基座；载物台部，其相对于上述基座，以其表面相对于铅垂方向倾斜了微小角度的状态被支撑着；支撑机构，其设置在上述载物台部上，并相对于上述载物台部而支撑上述基板；拍摄部，其设置在上述载物台部上，并相对于保持在上述载物台部上的基板表面进行平行移动，上述载物台部以能够相对于上述基座进行微小移动的状态被支撑着，从而允许该载物台部的变动。
(5).本发明是如(4)所述的基板测定装置，其特征在于，上述支撑构件是导辊，该导辊为了支撑基板的下端部而能够转动地配设在上述载物台部的下端侧，且在其圆周面上具有用于引导基板的凹部。
(6).本发明是如(5)所述的基板测定装置，其特征在于，还具有升降辊，该升降辊升降于待机位置与支撑位置之间，该待机位置为升降辊的上端被配置在上述导辊上端的下方的位置，而该支撑位置为升降辊的上端被配置在上述导辊上端的上方的位置，该升降辊能够将由上述导辊支撑的基板提升到与上述导辊抵接的位置的上方。
(7).本发明是如(4)所述的基板测定装置，其特征在于，上述支撑机构还包括多个导辊，该多个导辊在上述载物台部上的对上述基板进行支撑的面内，支撑上述基板的背面侧。
(8).本发明是如(7)所述的基板测定装置，其特征在于，上述支撑机构还具有通过吸附保持上述基板而将该基板吸附保持在上述载物台部上的吸附保持机构，并且，当通过上述吸附保持机构进行吸附动作时，支撑上述基板的背面侧的导辊退避到载物台部内。
(9).本发明是如(4)所述的基板测定装置，其特征在于，上述基座具有支撑上述载物台部的下端部的下端部支撑部、以及支撑向上方远离该下端部的上方部的上方支撑部，上述下端部支撑部以使上述载物台部在上述载物台部表面的面内能够向水平方向进行微小移动的方式来支撑上述载物台部，上述上方支撑部以使上述被支撑的载物台部不会倾斜至上述微小角度以上的方式进行支撑，同时以能够在上述载物台部表面的面内进行微小移动的方式进行支撑。
(10).本发明是如(9)所述的基板测定装置，其特征在于，在上述上方支撑部中还设置有连接机构，该连接机构以不阻碍上述微小移动的方式连接上述基座与上述载物台部，从而使上述载物台部不向与上述倾斜方向相反的方向倾倒。
根据上述(1)、(2)以及(4)所述的发明，由设置在不会受到应力而被支撑的载物台部上的引导构件来引导架台，并且拍摄部沿着该架台移动，由此，即使在基板大型化的情况下，也能够正确地测定基板。
根据上述(3)所述的发明，能够正确地测定拍摄部的移动量。
根据从上述(5)至(7)所述的发明，能够容易地支撑基板。
根据上述(8)所述的发明，能够将基板可靠地吸附保持在载物台上。
根据上述(9)所述的发明，能够稳定地支撑载物台部。
根据上述(10)所述的发明，能够防止载物台部的倾倒。
附图说明
图1是作为本发明涉及的基板测定装置的测长仪的主视图。
图2是作为本发明涉及的基板测定装置的测长仪的侧视图。
图3是作为本发明涉及的基板测定装置的测长仪的俯视图。
图4A、图4B、图4C是表示第一支撑部91、第二支撑部92以及第三支撑部93的说明图。
图5是表示基板100与导辊41、42之间的关系的说明图。
图6是拍摄单元16的示意图。
具体实施方式
下面，基于附图来说明本发明的实施方式。图1是作为本发明涉及的基板测定装置的测长仪的主视图，图2是其侧视图，图3是其俯视图。此外，在图3中只表示了第一支撑构件11以及载物台部15的主要部分，而省略了其他构件。
该测长仪具有：由第一支撑构件11、第二支撑构件12以及底座构件13构成的基座10；由该基座10支撑的载物台部14；沿着载物台部14的表面可向左右方向移动的架台15；由互相连接在一起的拍摄单元16以及移动构件17构成、并可沿着架台15在上下方向上移动的拍摄部18。
此外，在该说明书中，如从图1至图3所示，设定将载物台部14的表面作为X、Y方向的三维坐标系，并将沿着载物台部14表面的左右方向作为X方向，将沿着载物台部14表面的上下方向作为Y方向，将垂直于载物台部14表面的方向作为Z方向。而且，在说明书中，根据需要，将X方向称为左右方向，另外，将Y方向称为上下方向。
上述基座10具有：第一支撑部91，其以相对于基座10而限制载物台部14的X、Y、Z方向的移动的状态来支撑载物台部14；第二支撑部92，其以相对于基座10而限制载物台部14的Y、Z方向的移动的状态来支撑载物台部14；第三支撑部93，其以相对于基座10而限制载物台部14的Z方向的移动的状态来支撑载物台部14。载物台部14以其表面相对于铅垂方向倾斜微小角度的状态由基座10支撑着。
图4A～图4C是表示第一支撑部91、第二支撑部92以及第三支撑部93的说明图。参照图1以及图4A，在基座10的第二支撑构件12的右侧上部配设有抵接金属零件21。在该抵接金属零件21上形成有其截面为V字型的圆锥状凹部24。另外，在载物台部14的右侧下部配设有抵接金属零件22。在该抵接金属零件22上也形成有其截面为V字型的圆锥状凹部25。而且，在这些凹部24、25之间配设有钢球23。因此，因自重而装载在基座10上的载物台部14，通过该支撑部91而以相对于基座10而限制载物台部14的X、Y、Z方向的移动的状态被支撑着。
参照图1以及图4B，在基座10的第二支撑构件12的左侧上部配设有抵接金属零件26。在该抵接金属零件26上形成有其截面为V字型的圆锥状凹部29。另外，在载物台部14的左侧下部配设有抵接金属零件27。在该抵接金属零件27上形成有其截面为大致コ字型的大致半圆柱状的凹部31。而且，在这些凹部29、31之间配设有钢球28。因此，因自重而装载在基座10上的载物台部14，通过该支撑部92而以载物台部14可相对基座10在X方向移动、但限制Y、Z方向的移动的状态被支撑着。
参照图2、图3以及图4C所示，在基座10的第一支撑构件11的中央上部配设有抵接金属零件32。该抵接金属零件32的面向载物台部14一侧的表面为平坦面。另外，在载物台部14的背面侧中央上部形成有其截面为V字型的圆锥状的凹部34。而且，在抵接金属零件32的平坦面与凹部34之间配设有钢球33。因此，因自重而靠在第一支撑构件11侧的载物台部14，通过该支撑部93而以载物台部14可相对基座10在X、Y方向移动、但限制Z方向的移动的状态被支撑着。
此外，如图3所示，在载物台部14的上部配设有用于防止由于某种原因使载物台部14向前倒的防止倾倒螺栓47。另外，同样也配设有防止下落螺栓(未图示)，从而使载物台部14不从第一支撑部91及第二支撑部92脱落。
即，上述防止倾倒螺栓47允许载物台部14向X、Y方向进行微小移动，只要载物台部14以不从基座10离开规定以上距离的状态而受到限制，以使钢球33不脱离凹部24即可。此外，取代该防止下落螺栓，例如可利用链条或钢丝等来连接载物台部14与基座10。
通过具有这种结构的第一支撑部91、第二支撑部92以及第三支撑部93来支撑载物台部14，由此，载物台部14不会受到来自基座10的应力，而以其表面相对于铅垂方向倾斜了微小角度的状态被基座10支撑。在此，所谓的“不会受到来自基座的应力”是指：由于具有上述结构，从而即使在例如由温度变化导致的伸缩率不同等导致基座10或者载物台部14上发生变形的情况下，载物台部14也不会受到来自基座10的、基于变形的应力。换句话说，载物台部14以相对基座10仅可移动微小距离的状态被支撑着，从而即使由于温度或重力等导致在载物台部14发生了变形或者尺寸的变动，也能够允许该变动(能够吸收变动部分)。
此外，考虑到支撑的稳定性，上述支撑部93的位置在从支撑基板100下端的支撑部91、92向上方远离规定以上距离的位置就可，并且，理想位置在载物台部14的上端侧的中央部附近。但也可以将支撑部93例如分开到载物台部14的左右两侧而配置两点以上，并利用两点以上来支撑载物台部14。但是，考虑到当采用多个支撑部93时，会发生各支撑部93的Z方向位置的偏差，因此优选在支撑部93上设置Z方向位置的调整机构，例如设置抵接金属零件32的位置调整机构等。
另外，支撑部91采用了限制XYZ方向的移动的方式，但是，也可以具有这样的结构，即，在载物台部14从基座10不脱离的程度上，与支撑部92同样，在X方向可进行微小移动地支撑着。另外，也可以设置两个以上的支撑部92，而以三点以上来支撑载物台部14的下端。作为这样的变形例，例如，也可以在构成于导轨上的基座10上，以可在X方向进行微小移动的方式装载载物台部14。当然，由于以相对于导轨均匀接触的状态来支撑载物台部14下端在机械精度上比较困难，因此，在因机械精度造成的变形成为问题的情况下，如上述实施方式，只要如支撑部91、92那样用所限定的多个点来支撑载物台部14的下端即可。
还有，参照图1至图3，在载物台部14的表面上配设有：7个导辊41，其与基板100的背面抵接并引导基板100；多个导辊42，其与基板100的下端部抵接并引导基板100。
图5是表示基板100与导辊41、42之间的关系的说明图。
导辊41配置在使其外周面从载物台部14的表面只突出一部分的位置。另外，导辊42配设在可支持基板100的下端部的位置。在导辊42上形成有用于可靠地支撑基板100的下端部的凹部44。通过未图示的驱动机构，这些导辊41能够在图5中以实线表示的基板100的引导位置与图5中以虚线表示的退避位置之间移动。
还有，参照图1，在载物台部14的表面配设有与基板100的下端部抵接并升降基板100的四个升降辊43。该升降辊43具有升降于待机位置与支撑位置之间的结构，上述待机位置为该升降辊43的上端配置在导辊42上端的下方的位置，而上述支撑位置为该升降辊43的上端配置在导辊42上端的上方的位置。另外，在载物台部14的表面上形成有未图示的多个吸附孔。
当在载物台部14上装载基板100时，在将升降辊43配置在待机位置的状态下，将导辊41、42配置在图5中以实线表示的基板100的引导位置，并通过这些导辊41、42引导基板100。接着，使升降辊43上升到支撑位置。由此，原由导辊42支撑的基板100，变成由升降辊43支撑。在该状态下，将导辊41配置在图5中以虚线表示的基板100的引导位置的同时，通过形成在载物台部14表面上的吸附孔进行吸气。由此，基板100在其下端部被升降辊43支撑的状态下，吸附保持在载物台部14。
上述导辊42以及升降辊43构成用于支撑基板100的下端部的、本发明的基板支撑构件。
在载物台部14的表面配设有向X方向延伸的一对导轨45。架台15由该导轨45引导，而使其能够在X方向上往复移动。另外，在载物台部14的表面上，与一对导轨45平行地配设有一对线形标尺46。通过一对线形标尺46，来测定架台15在X方向的位置。此外，配设有一对线形标尺46的原因是为了修正架台15的偏摆误差。
如图1以及图2所示，在载物台部14的上下两端部配设有直线电机的定子51。另外，如图2所示，在架台15的背面配设有一对动子52。架台52接受由这些定子51以及动子52构成的直线电机的驱动，而在X方向进行往复移动。
如图1所示，在架台15的表面配设有向Y方向延伸的一对导轨53。拍摄部18的移动构件17与拍摄单元16一起，由该导轨53引导而能够在Y方向进行往复移动。另外，在架台15上，与一对导轨53平行地配设有省略图示的线形标尺。通过该线形标尺来测定拍摄部18在Y方向的位置。
在架台15的表面配设有直线电机的定子54。另外，在拍摄部18的移动构件17的背面配设有动子。拍摄部18受到由这些定子54以及动子构成的直线电机的驱动，而在Y方向进行往复移动。
图6是拍摄单元16的示意图。
该拍摄单元16通过高倍率用CCD摄像机61或者低倍率用CCD摄像机62，对利用同轴反射照明来照射的基板100的图像进行拍摄。
即，从光源63射出的光线通过一对透镜64，并由半透镜65反射之后，经由物镜66照射到吸附保持在载物台部14表面上的基板100上。然后，由基板100的表面反射的光线通过物镜66以及半透镜65之后，由反射镜67反射，并入射到半透镜68。入射到半透镜68的光线中的一半光线通过半透镜68，并通过放大光学***69之后，入射到CCD摄像机61中。另一方面，入射到半透镜68的光线中的剩下一半光线由半透镜68反射，进而被反射镜71反射之后，入射到CCD摄像机62中。
当通过具有这种结构的测长仪对基板100的图案进行测长时，在将基板吸附保持在载物台部14上的状态下，通过拍摄单元16对基板100上的两点进行拍摄。然后，通过线形标尺46测定拍摄部18在X方向的移动量，另外通过设置在架台15上的线形标尺测定拍摄部18在Y方向的移动量，由此计算出两点间的距离。
此时，载物台部14不会从基座10受到应力，而以其表面相对铅垂方向倾斜了微小角度的状态而被基座10支撑，并且架台15由没有受到应力的载物台部14向左右方向引导，进而，拍摄部18在架台15上沿上下方向移动，由此，即使在大型的基板100的情况下，也能够在使装置的占地面积变小的同时，正确地执行对基板100的测定。
此外，在上述的实施方式中采用这样的结构，即，由拍摄单元16的光源63来照明基板100，并拍摄基板100表面的反射光。然而也可以采用这样的结构，即，通过由透光性的材料构成载物台部14，或者在载物台部14的中央形成开口部，从而来拍摄透过基板100的光线。
还有，在上述实施方式中，本发明适用于测定基板100上的两点间距离等的测长仪，但本发明也可适用于基板的检查装置等的其他的基板测定装置。

Claims (10)

1.一种基板测定装置，其特征在于，具有：
基座；
载物台部，其不会受到来自上述基座的应力，而以其表面相对于铅垂方向倾斜了微小角度的状态被上述基座支撑着；
基板支撑构件，其用于支撑应进行测定的基板的下端部，并且设置在上述载物台部的下方；
架台，其由设置在上述载物台部的上部与下部的引导构件引导，从而能够沿着上述载物台部的表面向左右方向移动；
拍摄部，其由设置在上述架台上的引导构件引导，从而能够沿着上述架台向上下方向移动。
2.如权利要求1所述的基板测定装置，其特征在于，当设定了使上述载物台部的表面为X、Y方向的三维坐标系时，上述基座具有：
第一支撑部，其以相对于上述基座而限制上述载物台部在X、Y、Z方向上移动的状态来支撑上述载物台部；
第二支撑部，其以相对于上述基座而限制上述载物台部在Y、Z方向上移动的状态来支撑上述载物台部；
第三支撑部，其以相对于上述基座而限制上述载物台部在Z方向上移动的状态来支撑上述载物台部。
3.如权利要求1或2所述的基板测定装置，其特征在于，具有：
配设在上述载物台部上、并测定上述架台的位置的线形标尺；
配设在上述架台上、并测定上述拍摄部的位置的线形标尺。
4.一种基板测定装置，其拍摄形成在基板上的图案，并基于所拍摄的图像来进行上述图案的测定，其特征在于，具有：
基座；
载物台部，其相对于上述基座，以其表面相对于铅垂方向倾斜了微小角度的状态被支撑着；
支撑机构，其设置在上述载物台部上，并相对于上述载物台部而支撑上述基板；
拍摄部，其设置在上述载物台部上，并相对于保持在上述载物台部上的基板表面进行平行移动，
上述载物台部以能够相对于上述基座进行微小移动的状态被支撑着，从而允许该载物台部的变动。
5.如权利要求4所述的基板测定装置，其特征在于，
上述支撑构件是导辊，该导辊为了支撑基板的下端部而能够转动地配设在上述载物台部的下端侧，且在其圆周面上具有用于引导基板的凹部。
6.如权利要求5所述的基板测定装置，其特征在于，
还具有升降辊，该升降辊升降于待机位置与支撑位置之间，该待机位置为升降辊的上端被配置在上述导辊上端的下方的位置，而该支撑位置为升降辊的上端被配置在上述导辊上端的上方的位置，该升降辊能够将由上述导辊支撑的基板提升到与上述导辊抵接的位置的上方。
7.如权利要求4所述的基板测定装置，其特征在于，
上述支撑机构还包括多个导辊，该多个导辊在上述载物台部上的对上述基板进行支撑的面内，支撑上述基板的背面侧。
8.如权利要求7所述的基板测定装置，其特征在于，
上述支撑机构还具有通过吸附保持上述基板而将该基板吸附保持在上述载物台部上的吸附保持机构，并且，当通过上述吸附保持机构进行吸附动作时，支撑上述基板的背面侧的导辊退避到载物台部内。
9.如权利要求4所述的基板测定装置，其特征在于，
上述基座具有支撑上述载物台部的下端部的下端部支撑部、以及支撑向上方远离该下端部的上方部的上方支撑部，
上述下端部支撑部以使上述载物台部在上述载物台部表面的面内能够向水平方向进行微小移动的方式来支撑上述载物台部，
上述上方支撑部以使上述被支撑的载物台部不会倾斜至上述微小角度以上的方式进行支撑，同时以能够在上述载物台部表面的面内进行微小移动的方式进行支撑。
10.如权利要求9所述的基板测定装置，其特征在于，
在上述上方支撑部中还设置有连接机构，该连接机构以不阻碍上述微小移动的方式连接上述基座与上述载物台部，从而使上述载物台部不向与上述倾斜方向相反的方向倾倒。
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