JP6339002B2 - ステージ - Google Patents

Description

本発明は、ステージに関し、特に、基板、液晶表示パネルおよび有機ＥＬパネル等の板状の試料の保持に用いられるステージに関する。

近年、盛んに開発が進められている液晶表示パネルおよび有機ＥＬパネルは、配線や薄膜トランジスタ等を含む電気回路が形成されたガラス基板を用いて製造され、例えば、製造工程中に、プローバを用いて点灯検査等と称される電気的検査を受ける。この検査では、通常、プローバに組み込まれたステージ上に、負圧を利用して板状の試料である液晶表示パネルや有機ＥＬパネルが吸着固定され、保持される。このように基板や液晶表示パネル等の板状の試料を吸着固定して保持するステージは、従来から、吸着テーブル等とも称されている。

検査を受けた板状の試料をステージから安全かつ迅速に取り外すために、ステージの保持面には、試料を浮き上がらせるための複数の昇降ピンを設けることができる（例えば、特許文献１参照）。この昇降ピンは、ステージにおいて、その保持面から突出可能に設けることができる。

突出位置にある昇降ピンは、保持面の上方で搬送ロボットから検査対象となる試料を受け取ると、保持面下に下降する。この昇降ピンの下降によって保持面上に試料が移動すると、ステージに組み込まれた負圧機構によって保持面に負圧が作用する。試料が検査を受ける間、その試料は上述の負圧によって確実に保持面に吸着固定され、保持される。検査後は、昇降ピンの上昇に伴い、試料が保持面から所定の上昇位置まで持ち上げられる。昇降ピンによって保持面から上昇位置に持ち上げられた試料は、搬送ロボットによってステージから除去される。

しかし、上述した昇降ピンと検査対象となる板状の試料との接触面積が小さいことから、試料の大型化・大面積化による重量増加に伴い、試料が昇降ピンとの接触部で受ける局所的な応力は大きくなる。このとき、例えば、ガラス基板等を用いて構成された板状の試料での局所的な応力の集中は、当該試料に大きな歪力を与えることになって望ましくない。

そこで、上述した昇降ピンに代えて、板状の試料を保持する保持面に、その保持面を横切って配置される複数の昇降バーを設けたステージが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このステージは、昇降バーを用い、保持面の上方で搬送ロボットから試料を受け取ってその保持面に試料を載せることや、保持面からの試料の持ち上げを行って搬送ロボットに試料を渡すことができ、試料の受け渡しを行うことができる。

特許文献２に記載のステージにおいては、矩形の保持面の上方で板状の試料の受け渡しを行う昇降バーが、複数個、保持面の長手方向に沿って、その保持面を横切るように設けられている。また、ステージの保持面には、その保持面の長手方向に沿って互いに並行して伸びるように、複数の凹所が設けられている。このステージにおいて、複数の凹所は、それぞれが保持面の長手方向の端部で開放されて、複数の昇降バーをそれぞれ、保持面から突出することなく収容できるように形成されている。

そして、特許文献２に記載のステージはさらに、複数の昇降バーを一括して昇降可能に支持するための支持機構を含む昇降機構を備えている。昇降機構の支持機構は、複数の凹所がそれぞれ解放するステージの両方の端部で、複数の昇降バーそれぞれの末端部分を支持するように構成される。そして、昇降機構は、支持機構を介して、昇降バーが上述の凹所から突出する上昇位置と、昇降バーが上述の凹所に収容されて突出しない下降位置との間で、その昇降バーの昇降動作を制御することができる。

以上のような構成を有することにより、特許文献２に記載のステージは、板状の試料の受け渡しに際し、従来の昇降ピンを用いた点状の接触部による支持から、昇降バーを用いた線状の接触部による支持が可能となる。その結果、特許文献２に記載のステージは、試料の受け渡し時に試料との間で、支持のための接触面積を増大させることができ、試料に与える歪力を低減することができる。そして、そのステージは、昇降バーを用いて、歪力を低減しながら、保持面の上方で板状の試料の受け渡しを行うことができる。

特開２００２−２４６４５０号公報 特開２０１３−２５１４８６号公報

しかしながら、上述した特許文献２に記載のステージにおいては、板状の試料の大型化・大面積化に伴い、昇降バーの長尺化が必要となる。その結果、昇降バーでは、自重による撓み変形が問題となることがあった。

すなわち、上述した特許文献２に記載のステージにおいては、複数の昇降バーのそれぞれが、末端部分で昇降機構の支持機構によって支持されている。したがって、昇降バーでは、支持機構に支持された状態で、下方側に向かって撓んだ状態となる撓み変形が問題となることがあった。そして、昇降バーは、板状の試料を搭載してそれを支持する場合、さらに試料の重みが加わって、上述の撓み変形が助長されることがあった。

その結果、昇降バーに搭載された板状の試料が、昇降バーと同様に撓み変形して、最終製品となったときの悪影響が懸念される場合があった。

また、昇降バーを用いた従来のステージの場合、上述したように、下降位置にある昇降バーの収容スペースとなる凹所を保持面に設ける必要があるが、それを設けるに際し、昇降バーの撓み変形を考慮する必要がある。そして、ステージの凹所は、昇降バーの撓み変形が増大した場合、下降位置にある昇降バーが突出しないように、昇降バーの撓み変形の増大を考慮したより大きなサイズで形成することが求められる。その結果、ステージの剛性は低下し、保持面の平面精度の低下が懸念される。

また、昇降バーの剛性を向上させて撓みを軽減するように昇降バーの断面のサイズを変更した場合、その変更に対応して、凹所のサイズを変更させる必要がある。すなわち、昇降バーにおいて剛性を高めるため、断面のサイズを増大させた場合、その収容スペースである凹所では、昇降バーの断面サイズの増大に対応して、サイズを増大させる必要がある。その結果、ステージの剛性は低下し、保持面の平面精度の低下が懸念される。

そのような懸念に対し、昇降バーの構成材料として、より高い剛性を示す材料を使用して対応することも可能である。例えば、昇降バーの構成に、従来用いられてきたアルミニウム材料に代えて高剛性のＣＦＲＰ材を使用することが可能である。しかし、そうした材料を使用した場合、昇降バーの撓みを低減することができる一方で、ステージの製造コストが増大し、ステージの生産性を低下させる懸念があった。

さらに、昇降バーの支持機構において、昇降バーが伸びる方向に昇降バーの両方の端部を引っ張る等して、昇降バーの撓み変形を低減させる機構を設けることも可能である。しかし、そのような追加の機構を取り付けるためのスペースが必要となる他、ステージの製造コストも増大させて、その生産性を低下させる懸念があった。

すなわち、従来の昇降バーを用いたステージにおいては、低コスト且つ簡便に昇降バーの撓み変形による問題を低減し、昇降バーの収容スペースである凹所を大きく設けること等の煩雑さを回避するのは困難であった。

そこで、ステージにおいては、板状の試料の昇降に昇降バーを用いる一方で、昇降バーの撓みによって生じる撓み変形の問題を簡便且つ低コストで低減する技術が求められている。

本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものである。

すなわち、本発明の目的は、試料を昇降させるための昇降バーを有するとともに、その昇降バーの撓み変形を低減するステージを提供することにある。

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。

本発明の第１の態様は、板状の試料を保持するステージであって、
前記試料を載置する保持面を備える支持台と、
前記保持面を横切って配置される複数の昇降バーと、
前記昇降バーを前記支持台内に収容するよう前記保持面に互いに並行して伸びるように設けられる複数の凹所と、
前記昇降バーを昇降可能に支持する支持機構と、
前記昇降バーを前記凹所から突出する上昇位置と、前記凹所に収容される下降位置との間で昇降するよう前記支持機構の動作を制御する昇降装置とを含み、
前記昇降バーは、前記支持機構の支持によって生じる撓みを相殺するように、予め撓み変形が付与された形状を有することを特徴とするステージに関する。

本発明の第１の態様において、前記支持台は、前記保持面に吸着口を有し、前記試料を吸着させて保持することが好ましい。

本発明の第１の態様において、前記凹所は、前記下降位置にある前記昇降バーが前記保持面から突出することなく前記支持台内に収容される大きさを有することが好ましい。

本発明の第１の態様において、前記昇降バーは、その長手方向と直交する断面の形状が矩形となる棒状形状を有し、前記凹所は、該凹所が伸びる方向と直交する断面の形状が矩形となる形状を有することが好ましい。

本発明の第２の態様は、板状の試料を保持するステージであって、
前記被検査試料を載置する保持面を備える支持台と、
前記保持面を横切って配置される複数の昇降バーと、
前記昇降バーを前記保持面から突出することなく前記支持台内に収容するよう前記保持面に互いに並行して伸びるように設けられる複数の凹所と、
前記昇降バーが取り付けられて該昇降バーを昇降可能に支持する支持機構と、
前記昇降バーを前記凹所から突出する上昇位置と、前記凹所に収容される下降位置との間で昇降するように前記支持機構の動作を制御する昇降装置とを含み、
前記昇降バーは、予め上面側が凸状に反るよう撓み変形が付与された形状を有し、該凸状に反る上面側が上方側を向くように、前記支持機構に取り付けられることを特徴とするステージに関する。

本発明の第２の態様において、前記支持台は、前記保持面に吸着口を有し、前記試料を吸着させて保持することが好ましい。

本発明の第１の態様によれば、試料を昇降させるための昇降バーを有するとともに、その昇降バーの撓み変形を低減するステージが提供される。

また、本発明の第２の態様によれば、試料を昇降させるための昇降バーを有するとともに、その昇降バーの撓み変形を低減するステージが提供される。

本発明の実施形態のステージの一例を搬送ロボットとともに模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態の一例であるステージの模式的な平面図である。 本発明の実施形態の一例であるステージの模式的な側面図である。 昇降バーに生じる撓みを説明するステージの模式的な正面図である。 本発明の実施形態の一例であるステージが有する昇降バーを模式的に示す正面図である。 本発明の実施形態の一例であるステージの要部構造を示す正面図である。 本発明の実施形態の一例であるステージにおいて、昇降バーが下降位置にある状態を示す昇降バーと凹所と支持台の模式的な断面図である。 図３に示されたステージのＶ−Ｖ線に沿って得られた断面図である。 昇降バーが上昇位置にある状態を示す本発明の実施形態の一例であるステージの要部の模式的な正面図である。 昇降バーが下降位置にある状態を示す本発明の実施形態の一例であるステージの要部の模式的な正面図である。

以下、本発明の実施形態のステージについて、適宜図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施形態のステージの一例を搬送ロボットとともに模式的に示す平面図である。

本発明の実施形態の一例であるステージ１０は、図１に示すように、板状の試料１２を載置してそれを保持するのに使用することができる。ここで、板状の試料１２としては、表示素子の構成に用いられる液晶パネルや、表示素子または照明装置等の構成に用いられる有機ＥＬパネルや、液晶パネルおよび有機ＥＬパネル等の構成に用いられる基板等を挙げることができる。

そして、ステージ１０は、例えば、基板や液晶パネルや有機ＥＬパネルのような試料１２を検査するためのプローバ（図示されない）に組み込まれて使用することも可能である。図１は、搬送ロボット１４との間で試料１２の受け渡しを行う例を模式的に示している。

図１に示すように、搬送ロボット１４は、公知の構造を有し、ベース１６上をステージ１０に向かう方向およびステージ１０から離れる方向の両方向に移動可能な可動台１８と、可動台１８上に設置された支柱２０に同軸的に支持され、軸線の周りに回転動作し、またその軸線に沿って支柱２０に関して伸縮動作する軸部材２２とを備える。この回転および伸縮動作が可能な軸部材２２には、板状の試料１２を載せるためのフォーク状のロボットアーム２４が固着されている。

搬送ロボット１４は、例えば、図示されないカセットから、そのカセットに収容された基板や液晶パネル等の板状の試料１２をロボットアーム２４上に受け取ると、軸部材２２を伸長させた状態でロボットアーム２４がステージ１０上に向けて移動するように、可動台１８を作動させる。その後、軸部材２２が収縮動作され、試料１２がステージ１０上に移されると、この収縮状態でロボットアーム２４がステージ１０から離れるように可動台１８が作動される。

また、ステージ１０上の試料１２の電気的な検査または視覚的な検査が終了すると、搬送ロボット１４は、軸部材２２を収縮させた状態でロボットアーム２４がステージ１０上の試料１２の下に挿入されるように、可動台１８をステージ１０へ向けて作動させる。その後、軸部材２２が伸長動作されることにより、ステージ１０上に保持された試料１２がロボットアーム２４上に移されると、搬送ロボット１４は、この伸長状態でロボットアーム２４がステージ１０から離れるように、可動台１８を作動させる。この搬送ロボット１４の動作によって、試料１２がステージ１０から搬送ロボット１４を経て上述したカセットに移される。

搬送ロボット１４との間で試料１２の受け渡しを行うステージ１０は、板状の試料１２を保持する保持面２６ａを備えた支持台２６を有する。ステージ１０の支持台２６は、図１に示される例では、公知のＸＹＺθ移動スタンド２８上に載置されている。したがって、支持台２６は、従来におけると同様に垂直軸であるＺ軸の周りに回転可能であり、またＺ軸に直角なＸＹ面上でそれぞれＸ軸およびＹ軸に沿って移動可能である。

図２は、本発明の実施形態の一例であるステージの模式的な平面図である。

本発明の実施形態の一例であるステージ１０は、その支持台２６の保持面２６ａで、図１の搬送ロボット１４から受け渡された板状の試料１２（図２中では図示されない）を保持面２６ａに載置して保持する。この保持面２６ａは、図１および図２に示す例では、ＸＹ平面上で長辺および短辺を有する矩形形状を有する。そして、大型で大面積の試料１２の載置も可能となるように、長辺の寸法は、例えば、１ｍ〜４ｍとすることができ、短辺の寸法は、例えば、０．８ｍ〜３ｍとすることができる。

また、図２に明確に示されるように、支持台２６の保持面２６ａには、その長辺に沿って伸長し、その両端が支持台２６の両側に開放する複数の細溝３０ａが形成されている。また、保持面２６ａには、保持面２６ａ上で矩形状となる吸着口３０ｂが形成されている。

吸着口３０ｂには、保持面２６ａに板状の試料１２を載置して保持するときに、試料１２を吸着するための負圧が負圧源（図示されない）から導入される。したがって、ステージ１０の支持台２６は、保持面２６ａに吸着口３０ｂが形成されて負圧開口が開放するように構成されており、板状の試料１２を保持面２６ａに吸着させて保持することができる。

保持面２６ａに形成された細溝３０ａは、帯電防止用の溝である。細溝３０ａは、試料１２を保持面２６ａから引き離すとき、試料１２と保持面２６ａとの間に空気を取り込むことにより、試料１２と保持面２６ａと間に生じる空気流を弱める効果を示す。この細溝３０ａの効果によって、試料１２と保持面２６ａと間の空気流によって試料１２に導入される静電気の発生を抑制することができる。

図３は、本発明の実施形態の一例であるステージの模式的な側面図である。

図１〜図３に示すように、支持台２６の保持面２６ａには、その長辺に沿って直線状に伸長する複数の凹所３２が形成されている。複数の凹所３２は、保持面２６ａにおいて、互いに並行して伸びるように設けられている。特に図３に示されているように、各凹所３２は、支持台２６の両側の端に達し、その両側で開放する。したがって、凹所３２は、保持面２６ａの長辺の寸法に対応して、例えば、１ｍ〜４ｍの長さで形成される。

そして、各凹所３２に対応して、保持面２６ａをその長辺方向に横切るように、複数の昇降バー３４が配置されている。昇降バー３４は、板状の試料１２を載置して支持するための構成部材である。昇降バー３４は、例えば、その長手方向と直交する断面の形状が矩形となる棒状形状を有することができる。そして、昇降バー３４は、例えば、アルミニウム材を用いて構成することができる。

昇降バー３４は、支持台２６の保持面２６ａから離れた上方、すなわち、上昇位置で板状の試料１２の受け取りや引き渡しを行うのに用いられ、板状の試料１２の受け渡しに際して、試料１２に対して線状の接触部による支持を可能とする。そして、昇降バー３４は、板状の試料１２に生じる歪力を低減しながら、保持面２６ａと離間した上昇位置で、板状の試料１２の受け取りや引き渡しを行うことができる。

昇降バー３４は、長手方向の寸法が、保持面２６ａの長辺と同じであるか、それより若干長い寸法であることが好ましい。したがって、昇降バー３４の長手方向の寸法は、例えば、１ｍより若干長い寸法から４ｍより若干長い寸法であることが好ましい。昇降バー３４がそのような長さ寸法を有することにより、後述するように、支持台２６の両側の側方において、昇降バー３４の両方の端部を対応する各支持機構３６に取り付けることが容易となる。そして、昇降バー３４を支持機構３６によって容易に支持することができる。

図２および図３に示すように、支持台２６の両側には、昇降バー３４の支持機構３６および昇降装置３８がそれぞれ配置されている。支持機構３６は、図２および図３に示されるように、支持台２６の側方で支持台２６に沿ってほぼ水平に配置された梁部材４０を有する。尚、支持機構３６は、梁部材４０をＺ軸に沿って垂直方向に案内するための複数のガイド装置（図示されない）を有することができる。支持台２６の両側に配置された一対の梁部材４０は、そのガイド装置により、支持台２６の両側で、垂直方向へ移動可能に支持台２６に保持されている。

支持機構３６は、さらに、図２および図３に示すように、各昇降バー３４を梁部材４０に結合するため、各昇降バー３４に対応して各昇降バー３４を支持する複数の支柱５４を備える。各昇降バー３４の端部は、対応する各支柱５４の上端部に結合されている。そして、図３に示されるように、各支柱５４の下端部は、梁部材４０に結合されている。したがって、ステージ１０において、各昇降バー３４は、対応する支柱５４および梁部材４０を介して、支持機構３６に取り付けられて支持されるように構成されている。

尚、本発明の実施形態の一例であるステージ１０においては、支持機構３６の各支柱５４の上端部に、圧縮コイルスプリング等を用いた衝撃緩和機構（図示されない）を設けることができる。そのような衝撃緩和機構を有する場合、各昇降バー３４の端部は、各衝撃緩和機構を介して対応する支柱５４の上端部に弾性的に結合される。

また、支持機構３６においては、図３に示されるように、各支柱５４が、その下部に設けられた高さ調整機構７２を介して対応する梁部材４０に結合され、梁部材４０に支持されるように構成することが可能である。この高さ調整機構７２による支柱５４の高さ位置の調整により、各支柱５４に支持された昇降バー３４の傾斜や高さ位置のばらつきを修正することができ、昇降バー３４の上面３４ａを支持台２６の保持面２６ａに平行な仮想平面に一致させることができる。そして、昇降バー３４が安定して板状の試料を載置できるようにすることができる。

以上のように、ステージ１０において、昇降バー３４は、支柱５４および梁部材４０等を介して支持機構３６に取り付けられて支持される。このとき、昇降バー３４は、上述した長さ寸法を有しており、従来から問題とされてきた自重による撓みの発生が懸念される。

図４は、昇降バーに生じる撓みを説明するステージの模式的な正面図である。

図４では、上面が試料の保持面２６ａとなる支持台２６と、支持台２６の両側に設けられた支持機構３６と、支持機構３６に取り付けられて支持される昇降バー３４が模式的に示されている。図４に示すように、昇降バー３４は、両方の端部がそれぞれ、支持機構３６の対応する支柱５４に結合される。そして、その支柱５４が高さ調整機構７２を介して支持機構３６の梁部材４０に結合されることで、昇降バー３４は支持機構３６に取り付けられている。

そして、昇降バー３４は予め、例えば、従来技術と同様に、撓みや反りがなく真っすぐに伸長する棒状の部材として形成することが可能である。その場合、図４に示すように、支持機構３６に取り付けられた状態の昇降バー３４は、両方の端部が支持機構３６によって支持されているため、自重によって、垂直方向（Ｚ方向）の下方側に凸状となる撓みが発生する。尚、図４のステージ１０では、昇降バー３４が保持面２６ａの上方の上昇位置にある例が示されるが、その自重による撓みは、昇降バー３４が凹所３２に収容されて下降位置にある場合にも同様に発生する。すなわち、昇降バー３４においては、支持機構３６に取り付けられた状態であれば、上昇位置にあっても下降位置にあっても、自重による撓みが発生する。

図４に示すような昇降バー３４における撓みの発生は、以下のような問題を生じさせることになる。

例えば、後述するように、昇降バー３４は、支持機構３６に取り付けられて支持がなされ、その状態で、図３に示した昇降装置３８（図４には図示されない）によって昇降動作が制御される。そして、昇降動作における下降位置にある昇降バー３４は、保持面２６ａから突出することがないように凹所３２に収容される。

したがって、ステージ１０において、上述の凹所３２を支持台２６の保持面２６ａに設けるときには、下降位置にある昇降バー３４の収容スペースとして十分に機能するように、昇降バー３４の撓み変形を考慮する必要がある。そして、昇降バー３４の撓み変形が増大した場合、ステージ１０の凹所３２は、下降位置にある昇降バー３４が突出しないように、昇降バー３４の撓み変形の増大を考慮した、より大きなサイズで形成されることが求められる。その結果、ステージ１０の支持台２６の剛性は低下し、保持面の平面精度が低下する懸念が生じてしまう。

そこで、本発明の実施形態の一例であるステージ１０においては、昇降バー３４として、支持機構３６の支持によって生じる撓みを相殺するように予め撓み変形が付与された形状を有するものが用いられる。

図５は、本発明の実施形態の一例であるステージが有する昇降バーを模式的に示す正面図である。

本発明の実施形態の一例であるステージ１０において、昇降バー３４は、図５に示すように、一つの面の側、すなわち、図の上方側（Ｚ軸方向上方側）である上面３４ａの側が凸状に反るように、予め、撓み変形が付与された形状を有する。

図５に示す、本発明の実施形態の一例であるステージ１０の昇降バー３４は、撓みや反りがなく真っすぐに伸長する棒状の部材として形成した後、機械加工または曲げ加工を施すことにより形成することができる。

尚、各昇降バー３４の端部には、図５に示すように、昇降バー３４の上面３４ａに板状の試料（図示されない）が載ったとき、その試料の縁に当接して試料が昇降バー３４の端部からはみ出すことを防止する肩部３４ｂが形成されている。さらに、昇降バー３４の上面３４ａの肩部３４ｂに近接する領域には、試料の昇降バー３４上での傾きによって試料の縁部が昇降バー３４の上面３４ａに当接することを防止するための凹状の逃げ溝７０が形成されている。この肩部３４ｂと逃げ溝７０については、昇降バー３４を示す以降の図面において図示省略されることがある。

図６は、本発明の実施形態の一例であるステージの要部構造を示す正面図である。

図６では、図１等に示したステージ１０における、保持面２６ａを上部側に有する支持台２６と、保持面２６ａの長辺に沿って直線状に伸長する凹所３２と、保持面２６ａの長辺方向に沿って配置される昇降バー３４と、昇降バー３４を昇降可能に支持する支持機構３６とが示されている。支持機構３６は、昇降バー３４に上部で結合して昇降バー３４を支持する支柱５４と、支柱５４が高さ調整機構７２を介して結合される梁部材４０を含んで構成される。そして、図６に示すステージ１０では、昇降バー３４が支持機構３６に取り付けられて、保持面２６ａの上方である上昇位置にある。

図６に模式的に示されるように、昇降バー３４は、その凸状に反る上面３４ａ側がＺ軸方向の上方側（図の上方側）、すなわち、試料（図示されない）を載置する側を向くように、支持機構３６に取り付けられる。支持機構３６に取り付けられた状態の昇降バー３４は、上述したように、両方の端部が、支持機構３６の各支柱５４によって支持されている。その結果、昇降バー３４では、自重によって、図の下方側に向かって凸となるような撓みが発生する。

しかしながら、本発明の実施形態の一例であるステージ１０においては、予想される昇降バー３４の撓みに対し、上述したような事前の対策が施されている。すなわち、図５に示され、また、図６に点線で模式的に示されたように、昇降バー３４は、支持機構３６の支柱５４による両端の支持によって生じる撓みを相殺するように、予め撓み変形が付与された形状を有している。具体的には、昇降バー３４は、支持機構３６への取り付けによって生じる撓み、すなわち、図の下方側に凸となるような撓みに対して、その反対方向に凸となるような歪み変形が予め付与されて構成されている。

したがって、本発明の実施形態の一例であるステージ１０では、図６に示すように、昇降バー３４が支持機構３６に取り付けられた状態で発生するその撓みは、少なくとも一部が、その昇降バー３４に予め付与されていた撓み変形によって相殺される。

その結果、昇降バー３４においては、撓みの発生によって、予め付与されていた上述の撓み変形が減じられる。そして、昇降バー３４は、支持機構３６に支持された状態で、図６に示すように、その直線性が向上し、真っすぐに伸長する直線状の形状により近くなる。そして、昇降バー３４と保持面２６ａとの間の平行性はより向上されて、より平行に近い状態となる。したがって、本発明の実施形態の一例であるステージ１０は、昇降バー３４の上面３４ａに板状の試料を載置するに際し、試料に生じる撓み変形を低減することができる。

また、本発明の実施形態の一例であるステージ１０において、支持台２６の保持面２６ａの凹所３２は、上述したように、下降位置にある昇降バー３４の収容スペースとなって、昇降バー３４の撓み変形を考慮したサイズでの形成が求められる。したがって、本発明の実施形態の一例であるステージ１０では、凹所３２は、昇降バー３４の歪み変形が考慮されるが、上述のように昇降バー３４の直線性が向上されてその撓み変形がより小さくなっているため、従来の昇降バーを用いた技術に比べて、より小さいサイズで形成することができる。その結果、ステージ１０の支持台２６の剛性の低下を低減することができ、保持面２６ａの平面精度の低下を抑えることができる。

このとき、本発明の実施形態の一例であるステージ１０においては、昇降バー３４に予め付与される撓み変形について、以下の例示が可能である。

図７は、本発明の実施形態の一例であるステージにおいて、昇降バーが下降位置にある状態を示す昇降バーと凹所と支持台の模式的な断面図である。

昇降バー３４は、例えば、アルミニウム材料から形成することができる。そして、図７に示すように、本発明の実施形態の一例であるステージ１０において、昇降バー３４は、その長手方向と直交する断面の形状が矩形となる棒状形状を有することができる。その場合、昇降バー３４においては、載置する試料のサイズを考慮して、その長さを１３１０ｍｍとすることができ、その矩形断面の高さ寸法（Ｈ）を１０ｍｍ、幅寸法（Ｗ）を５ｍｍとすることができる。

そして、図７に示すように、本発明の実施形態の一例であるステージ１０では、昇降バー３４が下降位置にあるとき、昇降バー３４の上面３４ａをＺ軸方向上方に向けながら、支持台２６の保持面２６ａに形成された凹所３２に収容される。

このとき仮に、上記の形状と寸法を備えた昇降バー３４について、撓み変形が予め付与されていない真っすぐな直線状の形状を有する場合を想定する。その場合、図４に示すように、その両方の端部を支持機構３６の支柱５４で支持された状態で自重によって発生する最大の撓みは、図の下方側に向かって、約２ｍｍとなる。したがって、そのような昇降バー３４が支持機構３６に支持された状態での撓み変形は、最大で、図の下方側に向かって、約２ｍｍとなる。

それに対し、昇降バー３４を用いて板状の試料の受け渡しを行うステージ１０においては、昇降バー３４の自重による最大の撓み変形は１．０ｍｍ以下とすることが好ましく、０．５ｍｍ以下とすることがより好ましい。すなわち、本発明の実施形態の一例であるステージ１０において、支持機構３６に取り付けられた状態の昇降バー３４の撓み変形は、許容範囲が１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下である。

尚、昇降バー３４の自重による撓み変形が０ｍｍであるとき、支持機構３６に取り付けられた状態の昇降バー３４と支持台２６の保持面２６ａとの間を、平行にすることができる。

したがって、支持機構３６に取り付けられる前の昇降バー３４に予め付与される撓み変形は、昇降バー３４の長さが１３１０ｍｍである場合、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。すなわち、長さが１３１０ｍｍの昇降バー３４は、上面３４ａ側が凸状に反るよう、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの撓み変形が事前に付与された形状を有し、その凸状に反る上面３４ａ側が上方側を向くように、支持機構３６に取り付けられることが好ましい。このようにすることで、ステージ１０においては、支持機構３６で支持される昇降バー３４の自重による最大の撓み変形を１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下とすることが可能となる。

ここで、本発明の実施形態の一例であるステージ１０において、昇降バー３４は、載置する試料のサイズに対応し、具体的には、保持面２６ａの長辺の寸法にしたがって、例えば、１ｍ〜４ｍの長さで形成される。そして、昇降バー３４は、その長手方向と直交する矩形の断面形状の高さ寸法（Ｈ）および幅寸法（Ｗ）が、昇降バー３４の剛性を考慮したうえで、昇降バー３４の長さ寸法にしたがって上述の値から若干増減された値が設定される。

しかしながら、ステージ１０においては、支持機構３６で支持される昇降バー３４の自重による最大の撓み変形は、上述したように、例えば、１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。

したがって、昇降バー３４の材質、長さ寸法、断面の形状、断面形状における高さ寸法（Ｈ）および幅寸法（Ｗ）を考慮し、昇降バー３４が真っすぐに伸長する直線状の形状を有する場合を想定して、昇降バー３４が両方の端部で支持された場合に生じる撓み変形の量をシミュレーションによって解析・計算し、または、実験・実測によって求めることが好ましい。そのうえで、昇降バー３４に予め付与される撓み変形の量を決めることが好ましい。

その結果、本発明の実施形態の一例であるステージ１０においては、昇降バー３４が１ｍ〜４ｍの長さを有するとともに、その上面３４ａの側が凸状に反るよう、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍの撓み変形が事前に付与された形状を有し、その上面３４ａ側が上方側を向くように、支持機構３６に取り付けられることが好ましい。こうすることで、ステージ１０においては、多様なサイズの試料を保持するとともに、支持機構３６で支持される昇降バー３４の自重による最大の撓み変形を所望の許容範囲内にすることができ、例えば、１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下とすることができる。

そして、本発明の実施形態の一例であるステージ１０は、以上の構造の昇降バー３４を有するとともに、支持台２６の保持面２６ａに設けられる各凹所３２が、図７に示したように、昇降バー３４を収容可能な大きさを有する。すなわち、後に詳述するように、凹所３２は、支持機構３６に取り付けられた状態の昇降バー３４を収容するに十分な幅寸法を有し、また収容された状態の昇降バー３４の最も高い位置にある部分が保持面２６ａに一致する深さ寸法、または、保持面２６ａより低くなる位置になるような深さ寸法を有する。

例えば、ステージ１０において、昇降バー３４は、図７に示したように、その長手方向と直交する断面の形状が矩形となる棒状形状を有し、保持面２６ａの凹所３２は、昇降バー３４の形状に対応して、凹所３２の伸びる方向と直交する断面の形状が矩形となる形状を有することができる。その場合、凹所３２は、上述したように、支持機構に取り付けられて支持された状態の昇降バー３４を収容するに十分な幅寸法を有し、また収容された状態の昇降バー３４の上面が保持面２６ａに一致する深さ寸法を有する。

このとき、従来技術のような、昇降バーに生じる撓みを考慮しない従来のステージでは、昇降バーの撓み変形に対応して、凹所をより大きく形成する必要がある。しかしながら、本発明の実施形態の一例であるステージ１０では、昇降バー３４において、自重による撓みの発生が考慮されて、予め昇降バー３４にその撓みを相殺する撓み変形が付与されている。そのため、本発明の実施形態の一例であるステージ１０においては、保持面２６ａの凹所３２を小さく、特に深さを浅く形成することができる。その結果、ステージ１０では、支持台２６の剛性の低下を抑制することができる。

本発明の実施形態の一例であるステージ１０は、以上の予め撓み変形が付与された構造の昇降バー３４を有し、支持台２６に昇降バー３４の収容スペースである凹所３２を有するが、さらに、昇降バー３４の昇降動作を制御するための昇降装置を有している。

図８は、図３に示されたステージのＶ−Ｖ線に沿って得られた断面図である。

昇降装置３８は、図２に示されているように、一対の梁部材４０を垂直方向に昇降させる支持機構３６の動作を制御するように、支持台２６の両側に設けられている。昇降装置３８は、図８に示す例では、支持台２６に取付板５０を介して固定されたシリンダ本体３８ａと、シリンダ本体３８ａから突出するピストンロッド３８ｂとを備える流体シリンダ装置とすることができる。昇降装置３８を構成する流体シリンダ装置は、空気圧あるいは油圧で作動する。昇降装置３８は、その軸線を垂直方向に沿って配置されており、ピストンロッド３８ｂの先端が梁部材４０に固定された結合部材５２に固定されている。

したがって、ステージ１０では、図３に示されるように、支持台２６の両側に配置された一対の昇降装置３８を同期的に作動させることにより、支持台２６の両側で支持台２６に沿って配置された一対の梁部材４０を同期的に昇降させて、支持機構３６の昇降動作を制御することができる。このとき、支持機構３６は、上述したように、一対の梁部材４０と複数の支柱５４とからなる。そして、複数の支柱５４はその上端部がそれぞれ、対応する昇降バー３４に結合され、各昇降バー３４をそれぞれ支持している。したがって、昇降装置３８は、支持機構３６の昇降動作を制御することで、複数の昇降バー３４の昇降動作を一体的に制御することができる。

図９は、昇降バーが上昇位置にある状態を示す本発明の実施形態の一例であるステージの要部の模式的な正面図である。

図１０は、昇降バーが下降位置にある状態を示す本発明の実施形態の一例であるステージの要部の模式的な正面図である。

以上の構成を有する本発明の実施形態の一例であるステージ１０では、昇降装置３８（図９および図１０中では図示されない）を用いることにより、図９に示す、すべての昇降バー３４が支持台２６の保持面２６ａの凹所３２から突出して保持面２６ａの上方に位置する上昇位置と、図１０に示す、昇降バー３４が凹所３２に収容されてその上面３４ａが支持台２６の保持面２６ａ以下にある下降位置との間で、すべての昇降バー３４を同期的作動させるように同期して作動される。

そして、本発明の実施形態の一例であるステージ１０は、図１〜図３等を用いて説明したように、例えば、基板や液晶パネル等の試料１２を検査するためのプローバ（図示されない）に組み込まれて、試料１２の検査に使用することが可能である。

すなわち、図１を参照しながら説明すると、図９に示した上昇位置で、搬送ロボット１４のロボットアーム２４上の試料１２が昇降バー３４上に移される。このとき、搬送ロボット１４の軸部材２２の収縮動作によるロボットアーム２４の下降動作に伴って試料１２の重量に応じた衝撃が昇降バー３４に作用するが、上述した各昇降バー３４と支柱５４との間に衝撃緩和機構が設けられている場合、その弾性支持作用により、試料１２が衝撃を受けることを回避することができる。

ロボットアーム２４から各昇降バー３４に試料１２が移るとき、その試料１２が、例えば、昇降バー３４の長手方向に関して傾斜を生じても、各昇降バー３４の両端部には、図５に示したように（図９および図１０では図示省略）、肩部３４ｂに近接して逃げ溝７０を形成することができ、試料１２の下方に傾く縁が昇降バー３４の上面３４ａに当接することはない。これにより、試料１２は昇降バー３４との当接による損傷を受けることなく昇降バー３４に移され、昇降バー３４上に移された試料１２は昇降バー３４の肩部３４ｂにより、昇降バー３４からの脱落を確実に防止される。

試料１２が昇降バー３４上に移され、ロボットアーム２４が支持台２６上から後退すると、一対の流体シリンダ装置である昇降装置３８は、同期的に収縮動作し、これにより昇降バー３４は、図１０に示した下降位置に保持される。

昇降バー３４が下降位置に移動すると、図２に示したように、吸着口３０ｂに作用する負圧によって試料１２が支持台２６に吸着されて確実に保持され、試料１２は、例えば電気的検査等の所定の検査を受けることができる。

試料１２の、上述の検査が終了すると、一対の昇降装置３８（図９および図１０では図示省略）の作動により、昇降バー３４が図９に示した上昇位置へ向けて移動する。この昇降装置３８の制御に伴い、支持台２６上の試料１２が昇降バー３４によって支持台２６の保持面２６ａから浮上しようとするとき、図２に示した細溝３０ａの空気案内作用により、試料１２での静電気の発生が抑制される。

上昇位置にある昇降バー３４上の検査済の試料１２は、搬送ロボット１４のロボットアーム２４が昇降バー３４間に挿入された状態で軸部材２２が伸長動作されることにより、ロボットアーム２４に移され、その後、搬送ロボット１４によって上述したカセットに戻される。

本発明の実施形態の一例であるステージ１０によれば、支持機構３６に取り付けられた状態の昇降バー３４において、図４に示したように、撓み変形が低減されており、板状の試料１２に生じる歪力を低減しながら、保持面２６ａと離間したその上方で、板状の試料１２の受け取りや引き渡しを行うことができる。

また、本発明の実施形態の一例であるステージ１０によれば、下降位置にある昇降バー３４を収容するための凹所３２を、支持台２６により小さなサイズで形成することができ、支持台２６の剛性、ひいてはステージ１０の剛性の低下を低減することができる。

そして、本発明の実施形態の一例であるステージ１０によれば、昇降バー３４を支持台２６の側方に設けられた昇降装置３８で昇降させることができる。したがって、ステージ１０の構成の複雑化を招くことなく、試料１２の受け渡しや吸着保持を行うことができるステージ１０を比較的安価に提供することができる。

尚、上述した本発明の実施形態の一例であるステージ１０では、凹所３２を保持２６ａの長辺に平行に形成した例を示したが、これに代えて、凹所３２が保持面２６ａの長辺と角度的に伸長するように、複数の凹所３２を並行に形成することができる。そして、そのような凹所３２の配置構造に対応するように、予め撓み変形の付与された昇降バー３４を配置することができる。

また、昇降装置３８には、上述した流体シリンダ装置に代えて、電動モータおよびラックピニオンあるいはリニアモータ等の種々の昇降装置を適宜用いることができる。

さらに、本発明の実施形態の一例であるステージ１０では、支持台２６の両側の側方において、昇降バー３４の両方の端部を対応する各支持機構３６に取り付けているが、そのような取り付け構造のみに限られるわけではない。例えば、支柱５４と梁部材４０を含む支持機構３６の梁部材４０を支持台２６の下方側に設け、支持台２６に貫通孔を設け、梁部材４０に結合する支柱５４をその貫通孔を通すように設けることも可能である。その場合、支持台２６下方の梁部材４０に結合する支柱５４は、支持台２６の貫通孔を通ってその支持台２６を貫通し、支持台２６の上方側となる保持面２６ａの側で、そこに配置された各昇降バー３４を支持するように構成することができる。そして、ステージ１０は、支持台２６を貫通する支柱５４を備えた支持機構３６を介し、昇降装置３８の制御によって、昇降バー３４の昇降動作を制御することができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。

例えば、本発明の実施形態であるステージについて、上述したように、液晶パネル等の板状の試料の検査に利用する例を説明したが、本発明の実施形態であるステージは、試料の検査にのみ使用されるものではない。検査の他、基板の加工や液晶パネルや有機ＥＬパネルの製造のためにも使用することが可能である。

１０ ステージ
１２ 試料
１４ 搬送ロボット
１６ ベース
１８ 可動台
２０，５４ 支柱
２２ 軸部材
２４ ロボットアーム
２６ 支持台
２６ａ 保持面
２８ ＸＹＺθ移動スタンド
３０ａ 細溝
３０ｂ 吸着口
３２ 凹所
３４ 昇降バー
３４ａ 上面
３４ｂ 肩部
３６ 支持機構
３８ 昇降装置
３８ａ シリンダ本体
３８ｂ ピストンロッド
４０ 梁部材
５０ 取付板
５２ 結合部材
７０ 逃げ溝
７２ 高さ調整機構

Claims (6)

1. 板状の試料を保持するステージであって、
   前記試料を載置する保持面を備える支持台と、
   前記保持面を横切って配置される複数の昇降バーと、
   前記昇降バーを前記支持台内に収容するよう前記保持面に互いに並行して伸びるように設けられる複数の凹所と、
   前記昇降バーを昇降可能に支持する支持機構と、
   前記昇降バーを前記凹所から突出する上昇位置と、前記凹所に収容される下降位置との間で昇降するよう前記支持機構の動作を制御する昇降装置とを含み、
   前記昇降バーは、前記支持機構の支持によって生じる撓みを相殺するように、予め撓み変形が付与された形状を有することを特徴とするステージ。
2. 前記支持台は、前記保持面に吸着口を有し、前記試料を吸着させて保持することを特徴とする請求項１に記載のステージ。
3. 前記凹所は、前記下降位置にある前記昇降バーが前記保持面から突出することなく前記支持台内に収容される大きさを有することを特徴とする請求項１または２に記載のステージ。
4. 前記昇降バーは、その長手方向と直交する断面の形状が矩形となる棒状形状を有し、前記凹所は、該凹所が伸びる方向と直交する断面の形状が矩形となる形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のステージ。
5. 板状の試料を保持するステージであって、
   前記被検査試料を載置する保持面を備える支持台と、
   前記保持面を横切って配置される複数の昇降バーと、
   前記昇降バーを前記保持面から突出することなく前記支持台内に収容するよう前記保持面に互いに並行して伸びるように設けられる複数の凹所と、
   前記昇降バーが取り付けられて該昇降バーを昇降可能に支持する支持機構と、
   前記昇降バーを前記凹所から突出する上昇位置と、前記凹所に収容される下降位置との間で昇降するように前記支持機構の動作を制御する昇降装置とを含み、
   前記昇降バーは、予め上面側が凸状に反るよう撓み変形が付与された形状を有し、該凸状に反る上面側が上方側を向くように、前記支持機構に取り付けられることを特徴とするステージ。
6. 前記支持台は、前記保持面に吸着口を有し、前記試料を吸着させて保持することを特徴とする請求項５に記載のステージ。

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