JP2008116470A

JP2008116470A - 基板検査装置

Info

Publication number: JP2008116470A
Application number: JP2007333290A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nishizawa; 誠西澤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2008-05-22

Abstract

【課題】本発明は、精度の高い被検査基板の外観検査を実現できる基板検査装置を提供する。
【解決手段】被検査基板１１を保持する基板ホルダ１０を有する装置本体４全体を基台１のガイド１ａに沿って直線移動可能にするとともに、装置本体４を回転部６を介してＺ軸を中心に回転可能とし、さらに、基板ホルダ１０自身もフリクション機構を有する軸部１２を介してＺ軸と直交するＸ軸を中心に回転可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）のガラス基板などの外観検査に用いられる基板検査装置に関するものである。

従来、ＦＰＤのガラス基板などの基板検査では、ガラス基板を手で保持し、照明光の範囲で移動させながら、ガラス基板表面に照明光を当て、その反射光の光学的変化から基板表面の傷などの欠陥部を観察する外観検査を可能にする方法が知られている。

ところで、最近、ＦＰＤ用ガラス基板は、大型画面への対応と、一枚のガラス基板から複数枚の製品を得ることによる効率アップを図ることなどから、ますます大型化してきているが、このようにガラス基板が大型化すると、手で保持することは難しくなり、観察が不可能になっている。

そこで、ガラス基板を手に代えて基板ホルダ上に載置し、この基板ホルダを移動させながらガラス基板の外観観察を行なう基板検査装置が考えられている。

ところが、これまでの基板検査装置では、基板ホルダの移動機構の制約などから手の保持による検査方法と比較してガラス基板移動の自由度がかなり制限され使いづらい欠点があった。

また、従来の基板検査装置では、検査時の揺動および移動機構を達成するため、ガラス基板の載置方向が決められているが、最近では、スペースの限られた効果なクリーンルームでの利用効率アップの観点からも、いろいろな方向からの載置を可能にしたものが望まれている。

さらにまた、ガラス基板などは、非常に精密なもので、わずかなパーティクルでも欠陥となる。一般のクリーンルームの構造として天井からエアーを床に向かって流し（ダウンフロー）、そのエアーによってパーティクルを床下に流す構造になっている。このため、装置の構造として発生するパーティクルをガラス基板に落ちないようにするため、パーティクル発生源を隔離するか、できる限りガラス基板の下に配置する必要があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、精度の高い被検査基板の外観検査を実現できる基板検査装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、照明光により照射されたガラス基板を観察者が目視して前記ガラス基板上の欠陥を検査する基板検査装置において、前記ガラス基板を保持する矩形の基板保持部と、前記基板保持部を水平軸上で回転可能に支持する第１の回転支持手段と、
前記第１の回転支持手段を取り付ける支持台と、前記支持台を前記観察者に対して左右方向に直線移動可能に支持する基台と、を備えたことを特徴としている。1
請求項２記載の発明は、請求項１記載において、更に、前記第１の回転支持手段の前記水平軸と直交する軸上で回転可能に支持する第２の回転支持手段を備えたことを特徹としている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載において、前記第１の回転支持手段は、前記基板保持部を水平軸上で回転可能に支持する一対の直立枠及び両直立枠の間を連結する水平枠を有し、前記第２の回転支持手段は、前記水平枠の略中央を垂直軸で回転可能に支持する回転部を有することを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１記載において、更に、前記基板保持部を上下方向に移動させる高さ調節手段を備えたことを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項４記載において、前記高さ調整手段は、前記基板保持部を水平軸上で回転可能に支持する一対の直立枠を伸縮させることを特徹としている。

請求項６記載の発明は、請求項４又は５のいずれか記載において、前記高さ調整手段は、前記基板保持部を所定の角度に傾けた状態で観察者の観察し易い高さに合わせることを特徴としている。

以上述べたように、本発明によれば、基板保持手段上の被検査基板に対し左右および上下の揺動を加えながら自由度の高い動きの下で、外観検査を行なうことができ、精度の高い検査結果を得ることができる。

また、被検査基板をＺ軸およびＸ軸を中心とした回転だけでなく、Ｙ軸を中心とした回転も得られ、さまざまな方向から外観検査を行なうことができるので、さらに精度の高い検査結果を得ることができる。

さらに、基板保持手段の上方に障害物が何も存在せず、基板保持面上への被検査基板の載置方向に何らの制約を受けることがないようにできるので、従来の基板の載置方向が決められてしまうような狭いスペースしか確保できないクリーンルームでも、有効に適用することができる。

さらにまた、移動手段および負荷緩和手段でパーティクルが発生しても基板保持手段に保持される被検査基板に影響を与えないようにできる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

（第１の実施の形態）
図１（ａ）（ｂ）は、本発明が適用される基板検査装置の概略構成を示している。図において、１は基台で、この基台１は、直線方向に延びるガイド１ａと複数の固定脚２を有する。

このような基台１により装置本体４を支持している。装置本体４は、基台１のガイド１ａに沿って移動される支持台５と、この支持台５に突設された軸部５ｂに複数の軸受け６ａを介して回転可能に支持される筒状の回転部６を有している。

この場合、支持台５は、複数のローラ５ａを有していて、ガイド１ａに沿って図示矢印方向に移動可能にしている。また、支持部５には、ガイド１ａに沿った方向にシリンダ７、８を配置している。これらシリンダ７、８は、ガイド１ａに沿った装置本体４の移動のために必要な力とほぼ同じ程度の動作力を有するもので、図示ない左スイッチを押しながら装置本体４を移動させることで、シリンダ７の動作力が加わって軽い力で装置本体４を図示左方向に移動可能とし、同様に、図示ない右スイッチを押しながら装置本体４を移動させることで、シリンダ８の動作力が加わって軽い力で装置本体４を図示右方向に移動可能にしている。これらスイッチを後述する基板支持台９の直立枠９ａ、９ｂ、好ましくは直立枠９ａ、９ｂの取手部に設けると、スイッチの操作性をよくすることができる。

回転部６には、基板支持架台９を設けている。この基板支持架台９は、対峙する一対の直立枠９ａ、９ｂと、これら直立枠９ａ、９ｂ間を連結する水平枠９ｃを有する。水平枠９ｃの中央部を回転部６に固定し、軸部５ｂを中心に回転可能になっている。

そして、直立枠９ａ、９ｂ先端部に、基板保持手段としての基板ホルダ１０を設けている。この基板ホルダ１０は、ＦＰＤのガラス基板などの被検査基板１１周縁部をエアーなどを用いて吸着保持するもので、基板ホルダ１０の両側縁の中央部をフリクション機構を有する軸部１２、１２を介して直立枠９ａ、９ｂにＸ軸を中心に回転可能に支持されている。この場合、軸部１２、１２のフリクション機構は、図２に示すように軸部１２の先端部を小径部１２ａに形成し、この小径部１２ａにバネ１２ｂを介して直立枠９ａ（９ｂ）の先端部を挿入するとともに、バネ性を有する押え板１２ｃを介してナット１２ｄにより締付け固定することで、基板ホルダ１０を所定角度回転させた状態で、この状態を維持できる程度のフリクションを得られるようにしている。

一方、直立枠９ａ、９ｂは、伸縮可能な構造になっていて、それぞれシリンダ１３、１４が埋設されている。これらシリンダ１３、１４は、被検査基板１１を保持した基板ホルダ１０の自重とバランスするような押上げ力を有するもので、これらシリンダ１３、１４の動作力により軽い力で基板ホルダ１０を上下動できるようにしている。

次に、このように構成した実施の形態の動作を説明する。

最初に、基板ホルダ１０を、Ｚ軸方向に下降させた後に、Ｘ軸を中心に水平状態になるまで回転させ、装置本体４を基台１のガイド１ａに沿って基板渡し位置まで移動させる。そして、図示しない基板搬送手段より基板ホルダ１０上に被検査基板１１を載置して図示しない位置決め部材により被検査基板１１を所定位置に位置決めし、図示しない基板押え部材により吸着保持させる。

この状態から、再び装置本体４を基台１のガイド１ａに沿って外観観察のためのマクロ照明が用意された観察位置まで移動し、この照明の下で外観検査を行なう。

基板ホルダ１０をＸ軸を中心に回転させて被検査基板１１を所定の角度に傾けるとともに、基板支持架台９の直立枠９ａ、９ｂの長さを調整して観察者の観察しやすい高さに合わせる。そして、マクロ照明下で被検査基板１１上を目視し、基板表面の観察を行なうが、この場合、基板ホルダ１０の側部を持って引き押しすると、装置本体４全体がＺ軸を中心に回転することで、左右方向の揺動を加えながらの外観観察が可能になり、また、基板ホルダ１０の上下端部を持って引き押しすると、基板ホルダ１０がＸ軸を中心にも回転することで、上下方向の揺動を加えながらの外観観察が可能になる。

その後、被検査基板１１の検査を終了したならば、基板ホルダ１０を水平状態になるまで回転させ、検査済み被検査基板１１を新たな被検査基板１１と取り替え、上述したと同様な動作を繰り返すようになる。

従って、このようにすれば、被検査基板１１を保持する基板ホルダ１０を有する装置本体４全体を基台１のガイド１ａに沿って直線移動可能にするとともに、装置本体４を回転部６を介してＺ軸を中心に回転可能とし、さらに、基板ホルダ１０自身もフリクション機構を有する軸部１２を介してＸ軸を中心に回転可能に構成したので、手動による独立した操作により、基板ホルダ１０上の被検査基板１１に対し左右および上下の揺動を加えながら自由度の高い動きの下で、外観検査を行なうことができるようになり、精度の高い検査結果を得ることができる。

また、基板ホルダ１０のＸ軸中心の回転も、フリクション機構により回転途中で手を放してもその位置に停止できるようになっているので、観察者に対する安全性も十分に確保できる。

さらに、装置本体４を基台１のガイド１ａに沿って移動させる移動手段、基板支持架台９の伸縮可能な直立枠９ａ、９ｂを有する移動手段は、これら移動手段の移動負荷を緩和させるシリンダ７、８および１３、１４とともに、基板ホルダ１０の回転中心軸Ｘより下方に配置されるので、これら移動手段および負荷緩和手段でパーティクルが発生しても基板ホルダ１０上の被検査基板１１を汚染させることがない。

なお、上述した基板ホルダ１０では、被検査基板１１の周縁部をエアなどを用いて吸着することで保持するようにしているが、例えば被検査基板１１が大型になる場合は、図３に示すように被検査基板１１の周縁部を吸着する基板吸着部１０ｂを有する枠部１０ａの他に、被検査基板１１の板面を吸着する基板吸着部１０ｂを有する補助保持部１０ｃ設けるようにすればよい。こうすれば、被検査基板１１全面を平らな状態を保って保持できる。また、被検査基板１１が肉厚で重量の大きなものの場合は、図４に示すように基板ホルダ１０の被検査基板１１周縁部に対応させて、これら周縁部を挟持する固定鍵部１０ｄを設けるとともに、一方側縁に対応させて支持点１０ｆにより回転可能に支持された鍵部１０ｅを設け、最初に固定鍵部１０ｄにより被検査基板１１周縁部の三方を保持させ、この状態から回転可能な鍵部１０ｅを回転させて残り一方を保持させるようにしている。このようにすれば、肉厚で重量の大きな被検査基板１１についても、確実に保持することができる。

（第２の実施の形態）
図５（ａ）（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。

この場合、基板ホルダ１０は、回転ホルダ１５を設け、この回転ホルダ１５に被検査基板１１を保持可能にしている。回転ホルダ１５は、基板ホルダ１０面で回転可能になっており、この回転中心は、Ｘ軸とＺ軸の交点で、かつＸ軸とＺ軸を有する面と垂直な軸Ｙ上である。

このようにすれば、基板ホルダ１０上の被検査基板１１は、Ｚ軸およびＸ軸を中心とした回転だけでなく、Ｙ軸を中心とした回転も得られ、さまざまな方向から外観検査を行なうことができるので、さらに精度の高い検査結果を得ることができる。

また、図６に示すように基板支持架台９の直立枠９ａ、９ｂ先端部にフリクション機構を有する軸部１２、１２を介して回転可能に支持される基板ホルダ１０は、被検査基板１１を保持する基板保持面１０１が、平行になる位置まで回転された時、この基板保持面１０１が装置本体４の最上部に位置されるようになっており、第１の実施の形態でも同様である。

このようにすれば、基板ホルダ１０の基板保持面１０１周囲に障害物が何も存在せず、基板保持面１０１上への被検査基板１１の載置方向に何らの制約を受けることがなくなるので、従来の基板の載置方向が決められてしまうような狭いスペースしか確保できないクリーンルームでも、有効に適用することができる。

なお、上述した実施の形態では、装置本体４を複数の固定脚２で固定するようにしたが、基台１全体をキャスタを用いて移動させるようにしてもよい。このようにすれば、装置本体４を自由に移動でき、被検査基板１１を収納しているカセットまたは製造ライン中とマクロ照明下の検査ステーションとの間で被検査基板１１を搬送するキャリアとしても使用できる。

本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す図。第１の実施に用いられるフリクション機構の概略構成を示す図。第１の実施の形態に用いられる基板ホルダの変形例を示す図。第１の実施の形態に用いられる基板ホルダの他の変形例を示す図。本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す正面図。本発明の第２の実施の形態の使用状態を示す正面図。

符号の説明

１…基台、１ａ…ガイド
２…固定脚、４…装置本体
５…支持台、５ａ…ローラ
５ｂ…軸部、６…回転部
６ａ…軸受け、７…シリンダ
８…シリンダ、９…基板支持架台
９ａ、９ｂ…直立枠、９ｃ…水平枠
１０…基板ホルダ、１０１…基板保持面
１０ａ…枠部、１０ｂ…基板吸着部
１０ｃ…補助保持部、１０ｄ…固定鍵部
１０ｅ…鍵部、１１…被検査基板
１２…軸部、１２ａ…小径部
１２ｂ…バネ、１２ｃ…押え板
１２ｄ…ナット、１３．１４…シリンダ
１５…回転ホルダ、

Claims

照明光により照射されたガラス基板を観察者が目視して前記ガラス基板上の欠陥を検査する基板検査装置において、
前記ガラス基板を保持する矩形の基板保持部と、
前記基板保持部を水平軸上で回転可能に支持する第１の回転支持手段と、
前記第１の回転支持手段を取り付ける支持台と、
前記支持台を前記観察者に対して左右方向に直線移動可能に支持する基台と、
を備えたことを特徴とする基板検査装置。
更に、前記第１の回転支持手段の前記水平軸と直交する軸上で回転可能に支持する第２の回転支持手段を備えたことを特徹とする請求項１記載の基板検査装置。
前記第１の回転支持手段は、前記基板保持部を水平軸上で回転可能に支持する一対の直立枠及び両直立枠の間を連結する水平枠を有し、前記第２の回転支持手段は、前記水平枠の略中央を垂直軸で回転可能に支持する回転部を有することを特徴とする請求項２記載の基板検査装置。
更に、前記基板保持部を上下方向に移動させる高さ調節手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
前記高さ調整手段は、前記基板保持部を水平軸上で回転可能に支持する一対の直立枠を伸縮させることを特徹とする請求項４記載の基板検査装置。
前記高さ調整手段は、前記基板保持部を所定の角度に傾けた状態で観察者の観察し易い高さに合わせることを特徴とする請求項４又は５のいずれかに記載の基板検査装置。