JP2010203944A - 基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板をエア浮上搬送する際に基板浮上機構間の乗り移りで発生する基板のばたつきを抑え、超高分解能カメラの被写体深度から外れない基板浮上機構を備えた基板検査装置を提供する。
【解決手段】基板を搬送する基板搬送部と搬送された基板の欠陥を検査する欠陥検査部とを具備する基板検査装置において、基板搬送部に設置された基板を浮上させる複数の基板浮上機構を有し、基板浮上機構が欠陥検査部において搬送方向に対して互い違いに配置されており、互い違いに配置された基板浮上機構間で基板の表面を撮像して欠陥を検出する欠陥検査装置を具備することを特徴とする基板検査装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネル等に用いられるガラス基板やカラーフィルタなどを検査する基板検査装置に関するものである。

近年の液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネル等のフラットパネルディスプレイの大型化、薄型化に伴い、製造工程における基板の搬送方法として、従来は図９に示すように基板２を円柱状の回転シャフト４０に設けられた多数の回転ローラ４１上を搬送する方法が主に用いられてきたが、例えば、搬送中の基板の重さによる撓みや、搬送時の上下変動等により、基板がローラに衝突してしまうことや、アライメント時による擦傷といった様々な問題が顕在化してきた。

この様な、基板の損傷を回避するために、基板の重さによる撓みや搬送中の上下振動が大きい大型基板に関してはローラを用いたコンベア搬送に替えて、基板全面をエアによって浮上させ非接触に搬送する技術が開発されている（特許文献１）。

また、例えばフラットパネルディスプレイに用いられるカラーフィルター等では、製造工程において欠陥等の検査が行われている。近年では、画面の高精細化が進み、これに伴って検査機自体も高性能なものが求められている。例えば、５μｍ以下の欠陥を検査するような場合、分解能が３μｍ以下の超高分解能カメラを用いた検査機が品質保証の点から必須となってきている。

そこで、前記のように搬送面とは接触しない、エア浮上による搬送が行われるようになった。しかしながら、当初の非接触エア浮上搬送技術は基板をエアの吹き出しにより基板を浮上させるだけであったので、基板の浮上精度むらが大きく、搬送中の浮上むらから基板の上下変動が起きてしまい、検査面が検査用カメラの被写体深度から外れてしまう問題があった。そこで基板の浮上に関するこのような問題の解決策として、特許文献２に記載されるような、エアの吹き出しと同時に吸い込みを行うことで、浮上量の変動をエアの吸引力によって抑える基板浮上機構が開発された。

上記の技術において、エア搬送による浮上むらは解消され、安定した浮上精度にて基板を浮上させることが可能になった。しかし、基板の欠陥検査において、例えば透過照明を用いた検査カメラで撮像する際に、前記基板浮上機構を並べて設置し基板浮上機構間で撮像しなければならない。また反射照明を用いる際でも、例えば基板浮上機構の映し込みによる擬似欠陥といった誤検出を防ぐために透過照明を使用する場合と同様に基板浮上機構間の隙間を利用して撮像しなければならない。従って、欠陥検査装置においては基板浮上機構を切り離して基板浮上機構と基板浮上機構間の隙間を有する構造とする必要がある。

前記基板浮上機構を用いた場合、基板全面が基板浮上機構上にある場合は浮上変動が抑えられ安定した浮上が可能となるが、基板を基板浮上機構間上を搬送させた場合、エアの吹き出しとエアの吸引や基板自体の撓みによって基板の搬送方向先端部及び後端部の浮上量にばたつきが起きてしまい超高分解カメラにおいては被写体深度から外れてしまうおそれがある。また、基板浮上機構上で基板を搬送させた場合においても、基板浮上機構表面全面のエア吹き出し部とエア吸引部はスポット的に配列されているために、基板がエア吹き出し部とエア吸引部を交互に乗り越える度に基板の搬送方向先端部及び後端部では基板の浮上量にばたつきが発生してしまう。

基板が前記基板浮上機構間を通過する際の浮上量のばたつきを抑えるために特許文献３記載によれば、基板浮上機構間にローラが取り付けてあり、基板の通過後下方に移動するという方法が挙げられる。

特開２００４−２７９３３５号公報 特開２００８−７３１９号公報 特開２００６−２５８７２７号公報

しかしながら、基板の欠陥検査用に例えばラインセンサー型の高分解能カメラを使用し基板全面の検査を行う場合、基板浮上機構間に前記ローラを使用すると、照明の設置が難しく、また、ローラ上の基板面に関しては欠陥検査が行えないという問題が出てくる。

本発明は、基板をエア浮上搬送する際に基板浮上機構間の乗り移りで発生する基板のばたつきを抑え、超高分解能カメラの被写体深度から外れない基板浮上機構を備えた基板検査装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１の発明は、基板を搬送する基板搬送部と搬送された基板の欠陥を検査する欠陥検査部とを具備する基板検査装置において、基板搬送部に設置された基板を浮上させる複数の基板浮上機構を有し、基板浮上機構が欠陥検査部において搬送方向に対して互い違いに配置されており、互い違いに配置された基板浮上機構間で基板の表面を撮像して欠陥を検出する欠陥検査装置を具備することを特徴とする基板検査装置。

本発明の請求項２の発明は、基板浮上機構の基板と対向する面は多孔質体で構成された通気孔を有し、基板浮上機構内部は複数のエア吹き出し空間と複数のエア吸引空間を有し、複数のエア吹き出し空間と複数のエア吸引空間のそれぞれの空間は繋がれていることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置である。

本発明の請求項３の発明は、エア吹き出し空間とエア吸引空間は基板搬送方向に沿ってストライプ状に互い違いに設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板検査装置である。

請求項１に係わる発明によれば、基板を浮上させて基板を搬送する複数の基板浮上機構を有し、基板浮上機構が欠陥検査部において搬送方向に対して互い違いに配置されていることにより、基板が基板浮上機構間を乗り移る際には、前記基板浮上機構間の隣り合った左右の基板浮上機構上にあるため、基板の浮上量のばたつきと基板の撓みを抑制し、安定した基板浮上搬送を可能とする。

請求項２に係わる発明によれば、複数のエア吹き出し空間と複数の吸引空間が、それぞれ繋がれていることで、それぞれの空間の内圧が均一となり、基板浮上機構の基板と対向する面はエア吹き出し及び吸引を全面で均一に行うことができ安定した基板搬送を可能とする。

請求項３に係わる発明によれば、基板浮上機構内部はエア吹き出し空間とエア吸引空間を有し、基板搬送方向に沿ってストライプ状にエア吹き出し空間とエア吸引空間を互い違い
に構成することで、基板搬送方向に対しエア吹き出し部とエア吸引部を交互に基板が搬送される構造ではないので、基板のばたつきを発生させることなく安定した基板搬送が可能となる。

本発明の基板浮上機構を使用した基板検査装置の構成図。 本発明の基板検査装置の基板浮上機構と欠陥検査装置の配置を説明するための平面図。 本発明の基板検査装置の基板浮上機構と欠陥検査装置の配置を説明するための側面図。 本発明の基板浮上機構と欠陥検査装置の別の配置を示す平面図。 本発明の基板検査装置の欠陥検査装置を下側から見た斜視図。 本発明の基板検査装置の基板浮上機構の断面斜視図。 図６のＦの断面を示す図。 図６のＧの断面を示す図。 従来のローラを用いた搬送方法を示す図。

以下、本発明の実施形態である基板検査装置における基板浮上機構について図面に基づいて説明する。

図１は基板浮上機構を適用した基板検査装置の構成図である。

本発明に係わる基板検査装置１は、エアの吹き出し及び吸引によって基板２を一定の高さに浮上維持する複数の基板浮上機構３Ａ−１、３Ｂ−１、３Ｃ−１を有する基板浮上機構と、基板２の一辺を固定把持する基板把持機構４と、前記基板浮上機構の一側面に隣接して設けられ前記基板把持機構４を介して前記基板２を搬送方向Ｘに沿った方向に搬送する基板搬送機構５と、前記基板浮上機構へのエア供給を行うエア供給部Ｂとエア吸引を行うエア吸引部Ｃとを備えた浮上制御部Ａと、基板を照明する透過照明光源（図示せず）と、照明された基板を撮像する撮像カメラ１５−１及び撮像カメラ１５−３を備えた欠陥検査装置１５と、架台３６とを備えている。

図２及び図３は前記基板浮上機構と前記欠陥検査装置１５の配置を説明するための図で、図２は平面図、図３は側面図である。基板浮上機構は基板を搬送するローダ側には複数の基板浮上機構３Ａ−１を備えた基板浮上機構３Ａが配置され、欠陥検査装置１５が設置されている欠陥検査部には複数の基板浮上機構３Ｂ−１と複数の基板浮上機構３Ｂ−２とを備えた基板浮上機構３Ｂと、撮像カメラ１５−１と撮像カメラ１５−３と透過照明光源１５−２と透過照明光源１５−４を備えた欠陥検査装置１５が配置され、アンローダ側には複数の基板浮上機構３Ｃ−１を備えた基板浮上機構３Ｃが配置される。更に欠陥検査装置１５が設置される欠陥検査部では、基板浮上機構は搬送方向に対して互い違いに配置されている。

前記基板浮上機構と前記欠陥検査装置１５の配置は図２に示された例に限定されず、例えば図４は前記基板浮上機構と前記欠陥検査装置の別の配置を示すもので、ローダ側の基板浮上機構３Ａと欠陥検査装置１５が配置される欠陥検査部の基板浮上機構Ｂとの間、及び欠陥検査装置１５が配置される欠陥検査部の基板浮上機構３Ｂとアンローダ側の基板浮上機構３Ｃの間をそれぞれ無くした配置としたものである。この配置によって欠陥検査装置１５が配置される欠陥検査部の基板浮上機構３Ｂとローダ側の基板浮上機構３Ａの間、及び欠陥検査装置１５が配置される欠陥検査部の基板浮上機構３Ｂとアンローダ側の基板浮上機構３Ｃの間における基板のばたつきは一層抑制される。

欠陥検査装置１５は撮像カメラ１５−１と透過用照明光源１５−２、及び撮像カメラ１５−３と透過用照明光源１５−４を有し、撮像カメラ１５−１と透過用照明光源１５−２、及び撮像カメラ１５−３と透過用照明光源１５−４は、それぞれ基板浮上機構間Ｄ及び基板浮上機構間Ｅに設けられる。透過用照明光源１５−２と透過用照明光源１５−４によって照明された基板の表面を撮像カメラ１５−１と撮像カメラ１５−３で撮像し、撮像した画像を画像処理装置（図示せず）によって画像処理し、欠陥を検出する。

図５は図１の基板検査装置１の欠陥検査装置１５を装置下側から見た斜視図であり、基板２の厚みや浮上量を誇張している。

本発明の欠陥検査装置１５が設置される欠陥検査部の基板浮上機構は、図５では、基板浮上機構２０、２１、２２、２３，２４，２５、２６であって、それらは互い違いに配置されており、前記基板浮上機構間の下方には透過用照明光源１５−２及び透過用照明光源１５−４が配置され、上方にはガントリー１７に撮像カメラ１５−１、撮像カメラ１５−３が取り付けられている。基板２は搬送方向Ｘに搬送され基板浮上機構間上を基板が通過する際に、前記撮像カメラ１５−１、撮像カメラ１５−３により基板２の被検査面が撮像され、欠陥検出が行われる。撮像カメラ１５−１、撮像カメラ１５−３としては、例えば複数のラインセンサカメラを用いて基板の幅方向の全ての領域を撮像して、更に基板をＸ方向に搬送することによって基板の全面が検査される。

基板２を照明する光源は、前記透過用照明光源に限定されず、例えば反射用光源を基板２に対して撮像カメラと同じ側に設けてもよい。照明光源は、検出したい欠陥のコントラストが透過あるいは反射のどちらが高いかによって適宜選択すればよい。

基板を浮上搬送させる場合、基板浮上機構間では基板自体の重みで撓みが発生してしまうが、上記の基板浮上機構を互い違いに配置することで、例えば、基板浮上機構２０及び基板浮上機構２１の間１６を基板２が乗り移る際には、前記基板浮上機構２０及び前記基板浮上機構２１の隣り合った左右に配置されている基板浮上機構２２及び基板浮上機構２３からのエアの吹き出しと吸引により基板２自体の重みを支持し、安定した高精度の浮上搬送が可能となる。

欠陥検査部の基板浮上機構３Ｂの基板浮上機構は上記構造とするが、ローダ側の基板浮上機構３Ａと、アンローダ側の基板浮上機構３Ｃは基板を搬送する機能を満足させればよく、基板浮上機構を上記のように互い違いに配置しなくてもよい。

次に、前記基板浮上機構について図６、図７、図８を用いて説明する。なお図６は基板浮上機構の断面斜視図、図７は図６のＦの断面を示す図、図８は図６のＧの断面を示す図であり、理解を容易にするために基板２の厚み及び浮上量を誇張している。

本発明の基板検査機１における基板浮上機構は矩形状の中空構造体であり、基板２と対向する面３ａは無数の微細な孔の開いた板状の多孔質体（例えば、多孔質カーボンや金属焼結体等）で形成されている。この面３ａは中空空間６に接続されている。中空空間６は配管９を通じて圧縮エアを加えることによって、面３ａの全域に均一な上向きの空気流１０を形成することができる。この上向きの空気流１０によって基板２を僅かに浮上させることが可能となる。配管９は図１に示される圧空経路３１、マニホールド３２、圧力調整弁３５を介して、エアフィルタを有した圧力ポンプ（図示せず）に連結されている。

また、基板浮上機構において面３ａは中空空間７に接続されている。中空空間７は前記中空空間６とは導通しておらず開口部１１と通じてチャンバー８と接続されている。前記
チャンバー８は配管１２に接続され、配管１２と通じてエアの吸引を行うことにより、中空空間７の内圧を下げることで、前記基板２の浮上量を高精度で維持することが可能となる。配管１２は吸引経路３０とボールバルブ３３を介してブロアーポンプ３４に連結されている。

基板浮上機構の内部は複数の中空空間６と複数の中空空間７とが互い違いにストライプ状に配置されている。中空空間６はバイパス１３ａを通じて基板浮上機構内全ての中空空間と導通している。複数の中空空間６のうち少なくとも一つは配管９に接続するためにバイパス１３ｂが配置されている。

基板浮上機構の内部の中空空間６と中空空間７が基板２の搬送方向に沿う形でストライプ状に構成されることで、基板浮上機構上を通過する基板２は常にエアが吹き出される領域とエアが吸引される領域が搬送方向に対し一定となり、基板端部でのばたつきが発生せず、安定した高精度の基板搬送が可能となる。

基板浮上機構は欠陥検査装置３Ｂでは上記構造とするが、ローダ側の部分の基板浮上機構３Ａと、アンローダ側の部分の基板浮上機構３Ｃでは基板を搬送する機能を満足させればよく、上記基板浮上機構の構造でなくても良い。言い換えれば、中空空間６と前記中空空間７が必ずしも基板の搬送方向に沿う形でストライプ状でなくても良い。

このように、発明の基板浮上機構を有した基板検査装置によれば、基板の浮上変動を抑制し安定した搬送が可能であり、基板浮上機構間で検査をすることによって基板のばたつきによる欠陥の誤検出を防ぎ高精度な欠陥検査行うことが可能となる。

１・・・基板検査装置
２・・・基板
４・・・基板把持機構
５・・・基板搬送機構
６・・・中空空間
７・・・中空空間
８・・・チャンバー
９・・・配管
１０・・・均一な上向きの空気流
１１・・・開口部
１２・・・配管
１５・・・欠陥検査装置
１５−１・・・撮像カメラ
１５−２・・・透過用照明光源
１５−３・・・撮像カメラ
１５−４・・・透過用照明光源
１６・・・基板浮上機構の間
１７・・・ガントリー
２０・・・基板浮上機構
２１・・・基板浮上機構
２２・・・基板浮上機構
２３・・・基板浮上機構
２４・・・基板浮上機構
２５・・・基板浮上機構
２６・・・基板浮上機構
３０・・・吸引経路
３１・・・圧空経路
３２・・・マニホールド
３３・・・ボールバルブ
３４・・・ブロアーポンプ
３５・・・圧力調整弁
３６・・・架台
Ａ・・・浮上制御部
Ｂ・・・エア供給部
Ｃ・・・エア吸引部
Ｄ・・・基板浮上機構間
Ｅ・・・基板浮上機構間
３Ａ・・・ローダ側に配置された複数の基板浮上機構
３Ｂ・・・欠陥検査部に配置された複数の基板浮上機構
３Ｃ・・・アンローダ側配置された複数の基板浮上機構
３Ａ−１・・・ローダ側に配置された基板浮上機構
３Ｂ−１・・・欠陥検査部に配置された基板浮上機構
３Ｂ−２・・・欠陥検査部に配置された基板浮上機構
３Ｃ−１・・・アンローダ側配置された基板浮上機構
３ａ・・・基板と対向する面
１３ａ・・・バイパス
１３ｂ・・・バイパス
Ｘ・・・搬送方向
４０・・・円柱状の回転シャフト
４１・・・多数の回転ローラ

Claims (3)

1. 基板を搬送する基板搬送部と搬送された基板の欠陥を検査する欠陥検査部とを具備する基板検査装置において、基板搬送部に設置された基板を浮上させる複数の基板浮上機構を有し、基板浮上機構が欠陥検査部において搬送方向に対して互い違いに配置されており、互い違いに配置された基板浮上機構間で基板の表面を撮像して欠陥を検出する欠陥検査装置を具備することを特徴とする基板検査装置。
2. 基板浮上機構の基板と対向する面は多孔質体で構成された通気孔を有し、基板浮上機構内部は複数のエア吹き出し空間と複数のエア吸引空間を有し、複数のエア吹き出し空間と複数のエア吸引空間のそれぞれの空間は繋がれていることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
3. エア吹き出し空間とエア吸引空間は基板搬送方向に沿ってストライプ状に互い違いに設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板検査装置。

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