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JP2010066236A - 基板検査装置 - Google Patents

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JP2010066236A JP2008235536A JP2008235536A JP2010066236A JP 2010066236 A JP2010066236 A JP 2010066236A JP 2008235536 A JP2008235536 A JP 2008235536A JP 2008235536 A JP2008235536 A JP 2008235536A JP 2010066236 A JP2010066236 A JP 2010066236A
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gantry
substrate
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line sensor
substrate inspection
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Shuya Jogasaki
修哉 城ヶ崎
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Olympus Corp
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Abstract

【課題】基板検査装置において、基板検査のタクトタイムを短縮すると共に基板検査装置の小型化を図る。
【解決手段】基板(10)の2次元画像を撮像するラインセンサ8を有する可動式の第1のガントリー2と、基板(10)の拡大観察を行うための拡大観察部(9)を有し第1のガントリー2に追従して移動する可動式の第2のガントリー3と、を備える構成とする。
【選択図】図1A

Description

本発明は、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)等のフラットパネルディスプレイ(FPD)その他の基板を検査する基板検査装置に関し、更に詳しくは、ガントリーを備える基板検査装置に関する。
従来、フラットパネルディスプレイ等の製造工程では、各製造工程で製造されたマザーガラス基板に対し、顕微鏡等を用いた欠陥の検査が行われている。
このような検査を行う基板検査装置において、ベース部に固定された固定式の2つのガントリーのうち一方にラインセンサを有するパターン検査部を配置し、他方にミクロ検査用欠陥検出部を配置してなる基板検査装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
上記特許文献1記載の基板検査装置は、ガラス基板を2つのガントリーの下方を通過させることで、ラインセンサを用いた全域検査と、ミクロ検査用欠陥検出部を用いたポイント検査とを行う構成となっている。
また、可動式の2つのガントリーの一方に配線部の修正を行うリペア加工ヘッドを配置し、他方に配線に電圧を印加することで配線の状態を確認するプローブセンサヘッドを配置したリペア装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2000−9661号公報 特開2007−206641号公報
ところで、近年、検査対象である基板は1辺2m以上と大型化しており、上記特許文献1記載の基板検査装置は、固定式の2つのガントリー間に基板1枚分程度のスペースを確保しなければならない上に、2つのガントリーの外側にそれぞれ基板1枚分のスペースが必要になるため、装置が大型化するという問題がある。
また、上記特許文献1記載の基板検査装置は、ラインセンサによるパターン検査後に、ミクロ検査用欠陥検出部によるポイント検査を行うため、基板検査のタクトタイムが長くなってしまうという問題もある。
一方、上記特許文献2記載のリペア装置を用いて欠陥を特定する場合には、プローブによる配線検査及び観察カメラによる検査を、1辺2m以上の基板全域で行わなければならず、基板全域の欠陥位置を把握するまでのタクトタイムが長くなってしまい、その後に修正作業を行うことになるため、総合処理時間が非常に長くなるという問題がある。
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、基板検査のタクトタイムを短縮することができると共に基板検査装置の小型化を図ることができる基板検査装置を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明の基板検査装置は、基板の2次元画像を撮像するラインセンサを有する可動式の第1のガントリーと、上記基板の拡大観察を行うための拡大観察部を有し上記第1のガントリーに追従して移動する可動式の第2のガントリーと、を備える構成とする。
本発明では、ラインセンサによる検査を行う可動式の第1のガントリーに追従して、拡大観察部による拡大観察を行う第2のガントリーが移動する。そのため、基板の移動スペースを確保するために基板検査装置が大型化するのを抑えることができる。更には、第1のガントリーのラインセンサによる検査を行いながら第2のガントリーの拡大観察部による拡大観察を行うことができるため、基板検査に要するタクトタイムが短縮する。
よって、本発明によれば、基板検査のタクトタイムを短縮することができると共に基板検査装置の小型化を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態に係る基板検査装置について、図面を参照しながら説明する。
<第1実施形態>
図1A及び図1Bは、本発明の第1実施形態に係る基板検査装置1を互いに異なる角度で示す斜視図である。
図1A及び図1Bに示す基板検査装置1は、可動式の第1のガントリー2、可動式の第2のガントリー3、ステージ部4、ステージベース部(ベース部)5、除振台6、架台部7等を備え、ガラス基板(基板)10の検査を行う。
第1のガントリー2及び第2のガントリー3は、ステージ部4を跨ぐような門型形状を呈する。また、第1のガントリー2及び第2のガントリー3のそれぞれ2つの脚部2a,2b,3a,3bは、ステージベース部5の端部においてX軸方向に延びる2つのガイド5a,5bに沿うように設けられている。これにより、第1のガントリー2及び第2のガントリー3は、X軸方向に移動可能となっている。
なお、ガイド5a,5bは、例えばリニアガイドであり、その場合には、第1のガントリー2及び第2のガントリー3は、図示しないリニアモータの駆動により、ガイド5a,5bに沿ってX軸方向に移動する。
ステージベース部5は、外部からの振動を吸収する除振台6を介して架台部7上に配置されている。ステージベース部5上にはステージ部4が設置されており、ガラス基板10はステージ部4上に載置される。
第1のガントリー2には、例えば、光源部と、この光源部から照射される光が入射する撮像部とを複数配列してなるラインセンサ8が配置される。なお、光源部を撮像部の光軸に対して傾ける機構を設けることで、正反射光を用いた検査など、目的の態様に合った検査を行うことができる。
ラインセンサ8は、例えばリニアモータの駆動により、図1Bに示す第1のガントリー2のガイド2cに沿ってY軸方向に移動可能となっている。これにより、ラインセンサ8は、第1のガントリー2がステージベース部5のガイド5a,5bに沿って移動することによるX軸方向の移動と、ラインセンサ8自体が第1のガントリー2のガイド2cに沿って移動するY軸方向の移動とが可能となっている。
詳しくは後述するが、ラインセンサ8の撮像部は、一定間隔毎に配置されており、ガラス基板10上を1往復することでガラス基板10の全域の2次元画像を撮像することが可能となっている。
第2のガントリー3には、ガラス基板10の拡大観察を行うための顕微鏡(拡大観察部)9が配置されている。この顕微鏡9は、例えばリニアモータの駆動により、図1Aに示す第2のガントリー3のガイド3cに沿ってY軸方向に移動可能となっている。これにより、顕微鏡9は、ラインセンサ8と同様に、X軸方向及びY軸方向に移動可能となっている。
詳しくは後述するが、ラインセンサ8により撮像された2次元画像は、図示しない画像処理手段等によって処理され、欠陥座標が特定される。そして、この欠陥座標を基に顕微鏡9は欠陥位置に移動する。
なお、図1A及び図1Bに示す状態では、第1のガントリー2及び第2のガントリー3は、ガラス基板10を挟んで対向するようにガラス基板10上から退避した領域に位置している。このように一方のガントリーをステージベース部5上の退避領域に移動させておけば、他方のガントリーによりガラス基板10の全面の検査を行うことが可能となる。
以下、基板検査装置1の動作について、図1A及び図1Bに加え、図2A〜図2Cを参照しながら説明する。
図2A〜図2Cは、本発明の第1実施形態に係る基板検査装置1の動作を説明するための概略平面図である。
まず、ガラス基板10は、図示しないロボットアームにより図1A及び図1Bに示すステージ部4上に載置され、図示しない保持機構によりステージ部4上で保持される。このとき、第1のガントリー2と第2のガントリー3とは、ガラス基板10を挟んで互いに対向するように上述の退避領域に位置している。
次に、第1のガントリー2が第2のガントリー3に向かってX軸方向に移動することで、図2Aに示す状態から図2Bに示す状態のように、ラインセンサ8がX軸方向(図2Bにおける左側)に移動する。これにより、ラインセンサ8は、ガラス基板10のうち半分の領域(図2Bにおける斜線部分)の2次元画像を撮像する。この2次元画像は図示しない画像処理手段等に処理され、欠陥D1〜D3の欠陥座標が特定される。
そして、ラインセンサ8は、ガラス基板10のうち残る半分の領域を検査するべくガイド2cに沿ってY軸方向(図2Bにおける下側)に微小に移動し、第1のガントリー2が反対方向に移動することで図2Cに示すようにX軸方向(図2Cにおける右側)に移動して撮像開示時の位置に戻る。
これにより、ガラス基板10のうち残る半分の領域(図2Cにおける斜線部分)の2次元画像が撮像され、同様に、欠陥D4,D5が特定される。
ラインセンサ8が撮像開始時の位置に戻り始めたのとほぼ同時又はそれ以降で、且つ、欠陥D1〜D3が特定された後、第2のガントリー3が第1のガントリー2に追従するようにX軸方向に移動することで、顕微鏡9がX軸方向に移動を開始する。そして、顕微鏡9は、Y軸方向にも適宜移動し、最初に特定された欠陥D1〜D3の拡大観察を開始する。
ガラス基板10のうち残る半分の領域から欠陥D4,D5が特定された後には、欠陥D4,D5の拡大観察を開始する。なお、欠陥D4,D5が特定された際に欠陥D1〜D3のうち拡大観察してないものがあれば、その欠陥も含めて顕微鏡9が最短ルートで移動できるように拡大観察の順序を決定するとよい。
顕微鏡9による欠陥D1〜D5の拡大観察が終了した後には、第2のガントリー3が退避領域に退避する。そして、ガラス基板10のステージ部4に対する保持が解除され、図示しないロボットアームによりガラス基板10が搬出される。そして、新たなガラス基板10が、ロボットアームによりステージ部4上に載置され、図示しない保持機構によりステージ部4上で保持される。
以上のような動作を繰り返すことで、ガラス基板10が順次検査されていく。
なお、本実施形態では、拡大観察部として顕微鏡9を採用する例について説明したが、顕微鏡9に代えて又は顕微鏡9と共に、第2のガントリー3にレーザリペア部を配置するようにしてもよい。その場合には、レーザリペア部は、ラインセンサ8により特定される欠陥位置に対し、顕微鏡9又はその他の拡大観察部により欠陥を拡大観察した状態で、レーザ光を照射し欠陥を修復する。
また、本実施形態では、ラインセンサ8がガラス基板10上を1往復することでガラス基板10の2次元画像を撮像する例について説明したが、ラインセンサ8の片道分の移動でガラス基板10の全域の2次元画像を撮像するようにしてもよい。その場合には、第1のガントリー2及び第2のガントリー3がガラス基板10の一方側に位置する状態から、第1のガントリー2のラインセンサ8による全域検査を行い、第1のガントリー2に追従して第2のガントリー3が顕微鏡9による拡大観察を行い、その後、第2のガントリー3、第1のガントリー2の順に元の位置に退避するようにすることも可能となる。
また、本実施形態では、第1のガントリー2及び第2のガントリー3が互いに同一のガイド5a,5bに沿って移動する例について説明したが、第1のガントリー2及び第2のガントリー3が互いに異なるガイドに沿って移動し、一方のガントリーが他方のガントリーを跨ぐようにしてもよい。その場合には、他方のガントリーを跨ぐガントリーに配置された顕微鏡(拡大観察部)或いはラインセンサを上下動させる機構を設け、ガラス基板10と接近可能にするとよい。
以上説明した本実施形態では、ラインセンサ8による検査を行う可動式の第1のガントリー2に追従して、顕微鏡9による拡大観察を行う第2のガントリー3が移動する。
具体的には、ラインセンサ8は、第1のガントリー2がガラス基板10を挟んで第2のガントリー3と対向する位置から第2のガントリー3に向かって移動しその後反対方向に移動する間に、ガラス基板10の2次元画像を撮像する。そして、第2のガントリー3は、上記反対方向に移動する際の第1のガントリー2に追従して移動する。
そのため、ガラス基板10の移動スペースを確保するために基板検査装置が大型化するのを抑えることができる。更には、第1のガントリー2のラインセンサ8による検査を行いながら第2のガントリー3の顕微鏡9による拡大観察を行うことができるため、基板検査に要するタクトタイムが短縮する。
よって、本実施形態によれば、基板検査のタクトタイムを短縮することができると共に基板検査装置1の小型化を図ることができる。
また、本実施形態では、第1のガントリー2及び第2のガントリー3が互いに同一のガイド5a,5bに沿って移動するため、より一層小型化を図ることができると共に、同一座標系で検査を行うことができる。
また、第2のガントリー3が、拡大観察部(顕微鏡9)と、ガラス基板10にレーザ光を照射するレーザリペア部とを有する場合には、第2のガントリー3が第1のガントリー2に追従して移動することで、欠陥修復のタクトタイムを短縮することができる。
<第2実施形態>
本実施形態の基板検査装置11は、第3のガントリー12を更に備える点において上記第1実施形態と相違し、その他の点については概ね同様であるため、同一又は同様の部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図3は、本発明の第2実施形態に係る基板検査装置11を示す斜視図である。
同図に示す基板検査装置11は、可動式の第1のガントリー2、可動式の第2のガントリー3、ステージ部4、ステージベース部(ベース部)5、除振台6、架台部7等に加え、可動式の第3のガントリー12を備える。
第3のガントリー12も、第1のガントリー2及び第2のガントリー3と同様に、ステージ部4を跨ぐような門型形状を呈し、2つの脚部12a,12bが第1のガントリー2及び第2のガントリー3と共通のガイド5a,5bに沿うことで移動可能となっている。
第3のガントリー12には、第2のガントリー3と同様に、ガラス基板10の拡大観察を行うための顕微鏡(拡大観察部)13が配置されている。この顕微鏡13は、第3のガントリー12のガイド12cに沿ってY軸方向に移動可能となっている。これにより、第3のガントリー12の顕微鏡13は、X軸方向及びY軸方向に移動可能となっている。
図3に示す状態では、第1のガントリー2及び第2のガントリー3は、ガラス基板10を挟んで対向するようにガラス基板10上から退避した領域に位置し、第3のガントリー12は、第1のガントリー2の更に後方(図3における右側)の退避領域に位置している。
なお、本実施形態の基板検査装置11のステージベース部5上には、ガラス基板10を挟んだ両側に、それぞれ2つのガントリーが退避可能な大きさの退避領域が確保されている。そのため、第2のガントリー3及び第3のガントリー12に挟まれるように位置する第1のガントリー2は、いずれの退避領域にも退避可能となっている。これにより、第1のガントリー2に配置されたラインセンサ8、並びに、第2のガントリー3及び第3のガントリー12に配置された顕微鏡9,13は、ガラス基板10の全域の検査・観察を行うことが可能となっている。
以下、基板検査装置11の動作について、図3に加え、図4A〜図4Cを参照しながら説明する。
図4A〜図4Cは、本発明の第2実施形態に係る基板検査装置11の動作を説明するための概略平面図である。
まず、ガラス基板10は、図示しないロボットアームにより図3に示すステージ部4上に載置され、図示しない保持機構によりステージ部4上で保持される。このとき、第1のガントリー2及び第3のガントリー12と、第2のガントリー3とは、ガラス基板10を挟んで互いに対向するように上述の退避領域に位置している。
次に、第1のガントリー2が第2のガントリー3に向かってX軸方向に移動することで、図4Aに示す状態から図4Bに示す状態のように、ラインセンサ8がX軸方向(図4Bにおける左側)に移動する。これにより、ラインセンサ8は、ガラス基板10のうち半分の領域(図4Bにおける斜線部分)の2次元画像を撮像する。この2次元画像は図示しない画像処理手段等に処理され、欠陥D11〜D13が特定される。
欠陥D11〜D13が特定されると、第3のガントリー12が、第1のガントリー2に追従して、又は、第1のガントリー2が第2のガントリー側3に移動した後に、X軸方向に移動する。これにより、顕微鏡13は、X軸方向(図4Bにおける左側)に移動を開始し、更にY軸方向にも適宜移動し、欠陥D11〜D13の拡大観察を開始する。
ガラス基板10のうち最初の半分の領域の欠陥D11〜D13の拡大観察を行った後、ラインセンサ8は、ガラス基板10のうち残る半分の領域を検査するべくガイド2cに沿ってY軸方向(図4Bにおける下側)に微小に移動し、図4Cに示すように、第1のガントリー2が反対方向に移動することで、X軸方向(図4Cにおける右側)に移動して撮像開示時の位置に戻る。これにより、ガラス基板10のうち残る半分の領域(図4Cにおける斜線部分)の2次元画像が撮像され、同様に、欠陥D14,D15が特定される。
ラインセンサ8が撮像開始時の位置に戻り始めたのと同時又はそれ以降で、且つ、欠陥D14,D15が特定された後、第2のガントリー3が第1のガントリー2に追従するようにX軸方向に移動することで、第2のガントリー3の顕微鏡9がX軸方向に移動を開始する。そして、顕微鏡9は、Y軸方向にも適宜移動し、欠陥D14,D15の拡大観察を開始する。
第2のガントリー3の顕微鏡9による欠陥D11〜D15の拡大観察が終了した後には、ガラス基板10のステージ部4に対する保持が解除され、図示しないロボットアームによりガラス基板10が搬出される。そして、新たなガラス基板10が、ロボットアームによりステージ部4上に載置され、図示しない保持機構によりステージ部4上で保持される。
以上のような動作を繰り返すことで、ガラス基板10が順次検査されていく。
なお、第3のガントリー12に、上記第1実施形態において上述したレーザリペア部を配置するようにしてもよい。
また、本実施形態では、3つのガントリーを配置する例について説明したが、第2のガントリー3と第3のガントリ−12との間にラインセンサを有するガントリーを更に配置するなど、4以上のガントリーを配置してもよい。
以上説明した本実施形態では、第1のガントリー2のラインセンサ8は、第1のガントリー2がガラス基板10を挟んで第2のガントリー3と対向する位置から第2のガントリー3に向かって移動しその後反対方向に移動する間に、ガラス基板10の2次元画像を撮像する。また、第3のガントリー12は、第2のガントリー3に向かって移動する際の第1のガントリー2に追従して移動する。更には、第2のガントリー2は、上記反対方向へ移動する際の第1のガントリー2に追従して移動する。
そのため、ガラス基板10の移動スペースを確保するために基板検査装置が大型化するのを抑えることができる。更には、第1のガントリー2のラインセンサ8による検査を行いながら第2のガントリー3及び第3のガントリー12の顕微鏡9,13による拡大観察を行うことができる。したがって、基板検査に要するタクトタイムが短縮する。
よって、本実施形態によれば、基板検査のタクトタイムを短縮することができると共に基板検査装置11の小型化を図ることができる。
なお、図5A及び図5Bに示すように、ラインセンサ8´の撮像部(及び光源部)を互いに密接するように配置し、ラインセンサ8´の1回の移動により、ガラス基板10のうちY軸方向の中央Lを境にした半分ずつを撮像するようにしてもよい。
また、図5Aに示すように、第1のガントリー2(ラインセンサ8´)が移動を開始した後、ほぼ同時に第3のガントリー12(顕微鏡13)が移動を開始するようにし、図5Bに示すように、第1のガントリー2(ラインセンサ8´)が反対方向に移動する際にも、ほぼ同時に第2のガントリー3(顕微鏡9)が移動を開始するようにすることで、より一層、基板検査のタクトタイムを短縮することができる。
<第3実施形態>
本実施形態の基板検査装置21は、第2のガントリー3に顕微鏡9を2つ配置した点において上記第1実施形態と相違し、その他の点については概ね同様であるため、同一又は同様の部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図6は、本発明の第3実施形態に係る基板検査装置21を示す斜視図である。
同図に示す基板検査装置21では、第2のガントリー3には、ガラス基板10の拡大観察を行うための顕微鏡(拡大観察部)9が2つ配置されている。これら顕微鏡9,9は、第2のガントリー3のガイド3cに沿ってY軸方向に互いに独立して移動可能となっている。
このように顕微鏡9,9をY軸方向に互いに独立して移動可能としたことで、欠陥位置まで顕微鏡9,9が移動する際に、Y軸方向への移動距離を減らすことができ、したがって、基板検査のタクトタイムをより一層短縮することができる。
また、2つの顕微鏡9,9を配置したことで、欠陥がY軸方向に並んで位置する場合には、2つの顕微鏡9,9が同時に別個の欠陥の拡大観察を行うことができる。
なお、2つの顕微鏡9,9を、第2のガントリー3の移動によらず、第2のガントリー3に配置された状態のままX軸方向に移動させる機構を設けることで、X軸方向に微小にずれている2つの欠陥を同時に拡大観察することができる。
また、顕微鏡9を3つ以上配置することで、基板検査のタクトタイムをより一層短縮することができる。
また、上記第2実施形態の第3のガントリー12にも複数の顕微鏡を配置するようにすることで、基板検査のタクトタイムをより一層短縮することができる。
本発明の第1実施形態に係る基板検査装置を示す斜視図(その1)である。 本発明の第1実施形態に係る基板検査装置を示す斜視図(その2)である。 本発明の第1実施形態に係る基板検査装置の動作を説明するための概略平面図(その1)である。 本発明の第1実施形態に係る基板検査装置の動作を説明するための概略平面図(その2)である。 本発明の第1実施形態に係る基板検査装置の動作を説明するための概略平面図(その3)である。 本発明の第2実施形態に係る基板検査装置を示す斜視図である。 本発明の第2実施形態に係る基板検査装置の動作を説明するための概略平面図(その1)である。 本発明の第2実施形態に係る基板検査装置の動作を説明するための概略平面図(その2)である。 本発明の第2実施形態に係る基板検査装置の動作を説明するための概略平面図(その3)である。 本発明の第2実施形態の変形例に係る基板検査装置の動作を説明するための概略平面図(その1)である。 本発明の第2実施形態の変形例に係る基板検査装置の動作を説明するための概略平面図(その2)である。 本発明の第3実施形態に係る基板検査装置を示す斜視図である。
符号の説明
1 基板検査装置
2 第1のガントリー
2a,2b 脚部
2c ガイド
3 第2のガントリー
3a,3b 脚部
3c ガイド
4 ステージ部
5 ステージベース部
5a,5b ガイド
6 除振台
7 架台部
8 ラインセンサ
9 顕微鏡
10 ガラス基板
11 基板検査装置
12 第3のガントリー
12a,2b 脚部
12c ガイド
13 顕微鏡
21 基板検査装置
D1〜D5,D11〜D15 欠陥

Claims (5)

  1. 基板の2次元画像を撮像するラインセンサを有する可動式の第1のガントリーと、
    前記基板の拡大観察を行うための拡大観察部を有し前記第1のガントリーに追従して移動する可動式の第2のガントリーと、
    を備えることを特徴とする基板検査装置。
  2. 前記第1のガントリーのラインセンサは、前記第1のガントリーが前記第2のガントリーに向かって移動しその後反対方向に移動する間に、前記基板の2次元画像を撮像し、
    前記第2のガントリーは、前記反対方向に移動する際の第1のガントリーに追従して移動する、
    ことを特徴とする請求項1記載の基板検査装置。
  3. 前記第2のガントリーは、前記基板にレーザ光を照射するレーザリペア部を更に有することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の基板検査装置。
  4. 前記基板の拡大観察を行うための拡大観察部を有し前記第1のガントリーを前記第2のガントリーとで挟むように位置する可動式の第3のガントリーを更に備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項記載の基板検査装置。
  5. 前記第1のガントリーのラインセンサは、前記第1のガントリーが前記第2のガントリーに向かって移動しその後反対方向に移動する間に、前記基板の2次元画像を撮像し、
    前記第3のガントリーは、前記第2のガントリーに向かって移動する際の前記第1のガントリーに追従して移動し、
    前記第2のガントリーは、前記反対方向に移動する際の第1のガントリーに追従して移動する、
    ことを特徴とする請求項4記載の基板検査装置。
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