JP2004331265A - 浮上ユニット及び基板検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ガラス基板を平面状に矯正すること。
【解決手段】エアーを吹上げてガラス基板24をエアー浮上させる浮上ブロック2、3に隣接して、浮上ブロック2、3よりも低く、エアー吸引孔17を設けた溝底部15の外周縁の全周に亘ってパッド壁16を設けて長方形状のパッド溝を有する吸引ブロック4を設けた。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶ディスプレイ(LCD)やプラズマディスプレイパネル(PDP)、カラーフィルタに用いられる大型基板の平面度を高く保って浮上させる浮上ユニット及びこの浮上ユニットを用いた基板検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、大型ディスプレイの分野では、LCDやPDPといったフラットディスプレイパネル(FDP)に用いられるガラス基板は、画面の大型化やコスト削減などの要望に応じるためにそのサイズが益々大型化する傾向にある。FDP製造工程では、大型ガラスを搬送するためにローラを用いている。最近では、大型基板とローラとの間の摩擦が問題となり、ガラス基板を浮上させて搬送することが考えられている。
【0003】
又、ガラス基板の検査工程では、光学系とCCDカメラとを組み合わせてガラス基板を撮像し、この撮像により取得された画像データを解析処理してガラス基板を検査している。
【0004】
一方、ガラス基板のパターン生成工程では、半導体回路の生成工程と同様に、成膜→露光→現像→エッチングの各処理を繰り返してパターンを形成する。ガラス基板は、剛性が低いために、生成した薄膜との熱膨張率の違いや、高温下の処理などの影響を受けて反りを生じることがある。ガラス基板は、サイズの大型化に伴ない、反りの大きさが益々大きくなる傾向にある。
【0005】
ガラス基板を拡大光学系により検査する場合には、ガラス基板に反りがあると、フォーカスが合わずにガラス基板の画像がぼけてしまう。又、ガラス基板を縮小光学系により検査する場合には、ガラス基板に反りがあると、干渉像や輝度分布が正確に得られなくなる。
【0006】
このようなガラス基板の反りの影響を解消する技術が例えば特許文献1に記載されている。この特許文献1は、液晶基板などの薄板の両端部を把持して定盤上に移送し、この移送される薄板をエアスライダにより浮上させ、かつ検査ステーションにおいてエアベアリングによりエア吹き付けと吸引とを同時に行って薄板の浮上高さを調整している。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−181714号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1は、検査ステーションに配置されたエアベアリングと薄板を浮上させて搬送するエアースライダとの上面が同一になっているため、大きな反りを矯正するためにエアー吸引力を増加させると、エアー吐出し力とのバランスが崩れてしまう。このように吐出しによる正圧よりも吸引による負圧が大きくなると、負圧によりガラス基板が吸着固着されるおそれがある。
【0009】
又、特許文献1は、透過照明用のライン光源がガラス基板をエアー搬送する搬送路の幅方向に設けられているため、エアー搬送路が幅方向に途切れ、ガラス基板の先端が衝突するおそれがある。
【0010】
そこで本発明は、ガラス基板を高い平面度に矯正できる浮上ユニット及びこれを用いた基板検査装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エアーを吹き出して基板を浮上させる浮上ブロックと、この浮上ブロックに隣接して設けられ、窪みを有する長方形状又は楕円形状でかつ上面位置が浮上ブロックの上面位置よりも低く形成され、窪みの開口側全面からエアー吸引を行って基板を非接触で引き込む吸引ブロックとを具備した浮上ユニットである。
【0012】
本発明は、基板を浮上させて搬送する搬送ステージと、搬送ステージにより浮上搬送される基板に対して検査を行う顕微鏡を有する検査部と、搬送ステージ上における検査部の検査領域に基板の搬送方向に対して垂直方向に複数配列され、エアーを吹き出して基板を浮上させる複数の浮上ブロックと、これら浮上ブロックの間に設けられ、窪みを有する長方形状又は楕円形状でかつ上面位置が各浮上ブロックの上面位置よりも低く形成され、窪みの底部からエアー吸引を行って基板を非接触で引き込む吸引ブロックとを有する複数の浮上ユニットとを具備した基板検査装置である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0014】
図1は浮上ユニットの外観構成図である。ベース1上には、複数の浮上ブロック2、3と、これら浮上ブロック2、3の間に吸引ブロック4とが設けられている。各浮上ブロック2、3は、それぞれ直方体形状に形成され、図2に示すように内部にエアーの吹上げ圧力を均等化するための各バッファ空間5、6が形成されている。
【0015】
これら浮上ブロック2、3の各上面位置は、それぞれ同一高さ位置に形成されている。これら浮上ブロック2、3の各上面には、それぞれ複数のエアー吹上げ孔7、8と9、10が設けられている。これらエアー吹上げ孔7、8及び9、10は、各浮上ブロック2、3上面に2つに限らず、1つであったり、2つ以上の多数設けてもよい。
【0016】
これら浮上ブロック2、3の設けられたベース1の部分には、図2に示すように各エアー供給孔11、12が設けられている。これらエアー供給孔11、12には、圧搾空気供給源13が接続されている。この圧搾空気供給源13は、各エアー供給孔11、12を通して各バッファ空間5、6内に圧搾空気を所定のエアー圧力Pで供給する。この圧搾空気供給源13は、圧搾空気のエアー圧力Pを調整可能である。
【0017】
吸引ブロック4は、直方体状に形成され、その上部に凹形の吸引パッド14が設けられている。この吸引パッド14の上面高さ位置は、各浮上ブロック2、3の上面の高さ位置よりも段差Lだけ低く設けられている。
【0018】
この吸引パッド14は、長方形状に形成された溝底部15の外周縁の全周に亘ってパッド壁16を設けてパッド溝を形成し、このパッド溝の溝底部15にエアー吸引孔17を設けている。このエアー吸引孔17は、溝底部15の中央部に若しくは両端部に設けてもよく、又、エアー吸引孔17の数は、1つに限らず、複数設けてもよい。
【0019】
吸引ブロック4のエアー吸引孔17に対応するベース1の部分には、図2に示すようにエアー吸引孔18が設けられている。このエアー吸引孔18には、負圧空気供給源19が接続されている。
【0020】
負圧空気供給源19は、エアー吸引孔17、18を通して吸着パッド14内のエアーを所定のエアー負圧力Pで排気する。この負圧空気供給源19は、エアー負圧力Pを調整可能である。
【0021】
又、各浮上ブロック2、3と吸引ブロック4との間には、大気中のエアーをエアー吸引ブロック4の吸引パッド14上面に供給するための各隙間20、21が設けられている。これら隙間20、21は、エアーをエアー吸引ブロック4に充分供給可能な間隔であればよい。これら隙間20、21に対応するベース1の各部分には、それぞれ各通気孔22、23が設けられている。これら通気孔22、23は、1つ又は複数設けられるもので、エアーをエアー吸引ブロック4に充分供給可能な径、個数に形成される。
【0022】
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
【0023】
圧搾空気供給源13は、各エアー供給孔11、12を通して各バッファ空間5、6内に圧搾空気を所定のエアー圧力Pで供給する。これら圧搾空気は、バッファ空間5、6内においてエアー圧力P程度のエアーの圧力分布に均等化されて各エアー吹上げ孔7、8と9、10から吹上げられ、ガラス基板24を浮上させる。
【0024】
一方、負圧空気供給源19は、エアー吸引孔17、18を通してエアーを所定のエアー負圧力Pで排気する。これにより、吸引パッド14は、パッド溝内の全体からエアーを吸引し、このパッド溝内からエアー吸引孔17、18を通してエアーを排気する。これにより、吸引パッド14の開口側の全面は、エアーの吸引により負圧となり、ガラス基板24を吸引する。
【0025】
ガラス基板24が図1に示すように吸引パッド14のパッド溝の長手方向と同一方向に搬送されと、ガラス基板24は、各エアー吹上げ孔7、8と9、10から吹上げられるエアー圧力によりガラス基板24と各浮上ブロック2、3の上面との間にエアー層が形成されて各浮上ブロック2、3上に浮上する。
【0026】
これと共にガラス基板24は、吸引パッド14のパッド溝の全面からエアー吸引孔17、18を通して吸引されるエアー負圧力により吸引パッド14側に引き寄せられる。このときのエアー負圧力は、吸引パッド14の僅か上方にガラス基板24が浮上しているので、ガラス基板24に対して吸引パッド14のパッド溝の全面に加わる。
【0027】
このときのエアーの流れは、各エアー吹上げ孔7、8と9、10から吹上げられたエアーがガラス基板24に吹き付けられ、各浮上ブロック2、3の上面とガラス基板24との間を流れて吸引パッド14の上面に至り、この吸引パッド14のパッド溝内を通してエアー吸引孔17、18に吸引される。
【0028】
ガラス基板24に生じている反りを矯正するために、負圧空気供給源19によりエアー吸引孔18及びエアー吸引孔17を通して排気するエアー負圧力Pを大きくすると、長方形状に形成された吸引パッド14のパッド溝の全面を通して吸引されるエアー負圧力が大きくなり、ガラス基板24を吸引パッド14側に引き寄せる力が大きくなる。
【0029】
この結果、各エアー吹上げ孔7、8と9、10から吹上げられるエアー圧力と、吸引パッド14を通して吸引されるエアー負圧力とのバランスを調整すれば、ガラス基板24の反りが矯正される。
【0030】
ガラス基板24の反り量が大きい場合には、吸引パッド14を通して吸引するエアー負圧力を大きくする。エアー負圧力を大きくすると、ガラス基板24は、図3に示すように下降して各浮上ブロック2、3に近付き、ガラス基板24と各浮上ブロック2、3の上面との隙間も狭くなる。
【0031】
このときのエアーの流れは、図3に示すようにベース1の各通気孔22、23から各浮上ブロック2、3と吸引ブロック4との間の各隙間20、21を通して吸引パッド14の上面に流れ、この吸引パッド14のパッド溝内からエアー吸引孔17、エアー吸引孔18を通して排気される。
【0032】
このとき、ガラス基板24は、各浮上ブロック2、3とガラス基板24との間に吹上げられたエアー層により各浮上ブロック2、3上で浮上する。又、吸引パッド14の上面は、各浮上ブロック2、3の上面よりも低い位置に設けられているので、吸引パッド14とガラス基板24との隙間が確保され、エアー負圧力を大きくしても、この間隔を介して吸着パッド14の周囲からエアーが流入し、吸着パッド14がガラス基板24により塞がれることがない。
【0033】
従って、上記第1の実施の形態において、吸引パッド14とガラス基板24との間隔がエアー層より確実に確保され、かつ吸着パッド14の上面が各浮上ブロック2、3の上面より一段低くし、ガラス基板24との間隔を充分に確保されるので、ガラス基板24に生じている大きな反りを矯正するためにエアー吸引孔17から排気するエアー負圧力Pを大きくしても、ガラス基板24は吹上げられたエアー層により各浮上ブロック2、3の上面に接触することなく、かつ吸引パッド14に吸着されることなく、エアーの吐出し力(正圧力)と吸引力(負圧力)とによりガラス基板24の浮上高さを高精度に制御できる。
【0034】
又、各浮上ブロック2、3へのエアーの供給系統と吸引ブロック4からのエアーの吸引系統とをそれぞれ独立させているので、ガラス基板24の反りを矯正するために、エアー吹き出し圧力とエアー吸引力とをそれぞれ別々にバランス良く調整でき、これらエアー吹き出し圧力とエアー吸引力との調整によりガラス基板24の浮上高さを制御できる。
【0035】
又、ガラス基板24の剛性に応じてエアー吹き出しとエアー吸引との各圧力やそのバランスを調整することによって反りを矯正できる。さらに、各浮上ブロック2、3及び吸引パッド14を別々に設計することができるので、これら各浮上ブロック2、3の形状や吸引パッド14の径などの設計自由度が高くなる。
【0036】
各浮上ブロック2、3と吸引ブロック4との各間に各隙間20、21を設けたので、ガラス基板24に生じている大きな反りを矯正するために吸引パッド14からのエアー吸引力を大きくしても、各隙間20、21を通してエアーを吸引パッド14に流すことができ、ガラス基板24の大きな反りを確実に矯正できる。
【0037】
又、吸引パッド14のパッド溝の長手方向は、ガラス基板24の搬送方向と同一方向に設けるので、搬送中にガラス基板24の端面が通り過ぎる途中であっても、浮上ユニット上方における吹き出しと吸引とのエアー圧力分布には変化が無く、ガラス基板24を上下方向に振らすことなく安定して搬送できる。
【0038】
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1及び図2と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0039】
図4及び図5は浮上ユニットの構成図であって、図4は外観構成図、図5は断面構成図である。本実施の形態は、各浮上ブロック2、3と吸引ブロック4とを面接触させて各隙間20、21を無くし、各浮上ブロック2、3と吸引ブロック4との間に段差Lを直接設けたものである。
【0040】
このような構成であれば、各エアー吹上げ孔7、8と9、10から吹上げられるエアー圧力によりガラス基板24は、各浮上プレート7、8の上方に浮上する。これと共にガラス基板24は、吸引パッド14のパッド溝の全面からエアー吸引孔17を通して吸引されるエアー負圧力により吸引パッド14側に引き寄せられる。
【0041】
このときのエアーの流れは、図5に示すように各エアー吹上げ孔7、8と9、10から吹上げられたエアーがガラス基板24に吹き付けられ吸引パッド14に流れ、エアー吸引孔17、18を通して吸引される。
【0042】
このような構成の場合、各浮上ブロック2、3と吸引ブロック4との間の各隙間20、21を無くした分だけ吸引パッド14に流れ込むエアー量が少なくなることから吸引パッド14のエアー負圧力を大きくできないが、ガラス基板24が薄くかつガラス基板24に生じている反り量が少なければ、充分に反りを矯正するだけのエアー負圧力を得ることはできる。
【0043】
なお、上記各実施の形態では、2つの浮上ブロック2、3の間に吸引ブロック4を設けたが、1つの浮上ブロックに1つの吸引ブロックを隣接して設けてもよい。又、ガラス基板24の浮上手段としてエアー浮上方式を用いているが、これに限らず、静電浮上方式を用いてもよい。又、各エアー吹上げ孔7、8、9、10からエアーを吹上げる方式に限らず、各浮上プレート7、8を多孔質部材からなるプレートに取り替え、この多孔質プレートの全面から均一な圧力のエアーを吹き上げてガラス基板24を浮上させてもよい。
【0044】
又、吸引パッド14の形状は、長方形状に限らず、楕円形状でもよく、ガラス基板24が浮上装置上を搬送するときに、ガラス基板24に対するエアー吹上げの面積とエアー吸引の面積との割合が大きく変化しない形状であればよい。このようにガラス基板24に対するエアー吹上げの面積とエアー吸引の面積との割合が大きく変化しなければ、ガラス基板4の端面が搬送方向に通り過ぎる途中であってもエアー圧力分布に変化がなく、ガラス基板24を上下方向に振らすことなく安定して搬送できる。
【0045】
次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1及び図2と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0046】
図6は上記各実施の形態の浮上ユニットを用いた基板検査装置の概略構成図である。搬送ステージ30は、上面に複数のエアー吹上げ孔31と複数のエアー吸引孔32とが所定の間隔で設けられている。ガラス基板24は、各エアー吹上げ孔31からのエアー吹上げと各エアー吸引孔32からのエアー吸引とにより安定して搬送ステージ30の上方に浮上し、図示されない各吸着保持機構によってガラス基板24の両端部が引っ張られて矢印イ方向に搬送される。なお、搬送ステージ30は、各エアー吹上げ孔31及びエアー吸引孔32を設けるに限らず、エアー吹き上げ孔31のみを設けてもよく、多孔質部材の全面から均一な圧力のエアーを吹き上げてガラス基板24を浮上させてもよい。
【0047】
顕微鏡本体33は、図示しない門型アームに設けられ、搬送ステージ30の上方をガラス基板24のエアー搬送方向(イ)に対して垂直な矢印ロ方向に移動可能になっている。この顕微鏡本体33の移動により観察される部分がガラス基板24に対する検査領域になる。
【0048】
この検査領域に対応する搬送ステージ30の上面には、上記第1又は第2の実施の形態で説明した浮上ブロック2、3と吸引ブロック4とからなる浮上ユニット34が複数配列されている。これら浮上ユニット34は、吸引ブロック4の各吸引パッド14の各パッド溝の長手方向がガラス基板24のエアー搬送方向(イ)に対して平行になるように設けられている。
【0049】
このような構成であれば、ガラス基板24は、搬送ステージ30の各エアー吹上げ孔31からのエアー吹上げと各エアー吸引孔32からのエアー吸引とにより搬送ステージ30の上方に安定して浮上し、各吸着保持機構によって両端部が引っ張られて矢印イ方向に所定ピッチ毎に搬送される。
【0050】
一方、顕微鏡本体33の検査領域に浮上ユニット34を配置することにより、エアーの吹き上げと吸引によりガラス基板24の浮上高さを高精度に位置制御でき、検査領域上においてガラス基板24の水平度を高精度に維持することができる。
【0051】
ガラス基板24の検査では、顕微鏡本体33の拡大像を観察して欠陥部を検出するので、顕微鏡本体33の倍率が高くなるに従って焦点深度が浅くなる。このため、ガラス基板24の水平度が出ていないと、顕微鏡本体33の焦点が合わず、ガラス基板24の拡大像がぼけてしまうが、顕微鏡本体33の検査領域に設けられた各浮上ユニット34によりガラス基板24の反りが矯正され、ガラス基板24は検査領域上で水平かつ一定の高さに正確に保持されるので、顕微鏡本体33により検査領域全面に亘って焦点の合ったガラス基板24の拡大像を得ることができ、ガラス基板24の検査精度を高くできる。
【0052】
なお、上記第3の実施の形態では、搬送ステージ30の上面に複数の浮上ユニット34を配置したが、これら浮上ユニット34は、図7及び図8に示す配置にしてもよい。図7に示すエアー搬送ステージ30には、複数のエアー吹上げ孔31が適宜な間隔で設けられると共に、ガラス基板24の搬送方向(イ)に沿って複数の溝35が並設されている。又、搬送ステージ30は、多孔質部材により形成されてもよい。この搬送ステージ30の各溝35で分かれた各上面における顕微鏡本体33の観察領域には、それぞれ各設置用穴36が設けられ、これら設置用穴36内に各浮上ユニット34が設けられている。
【0053】
図8に示すエアー搬送ステージ30では、各溝35の各底面における顕微鏡本体33の観察領域にそれぞれ浮上ユニット34が設けられている。
【0054】
浮上ユニット34の配置であっても、第3の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【0055】
なお、この発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【0056】
上記各実施形態で説明した浮上ユニットは、FDPのガラス板の基板検査装置に限らず、半導体製造ラインなどの各種基板の搬送ラインに適用することが可能であり、又はカラー液晶ディスプレイのフィルタの検査装置での搬送ラインにも適用可能である。又、ステッパにおいて上記各実施形態で説明した浮上装置を適用すれば、非接触状態で半導体基板をステージ上に浮上保持して露光処理ができる。
【0057】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、ガラス基板を平面状に矯正できる浮上ユニット及びこれを用いた基板検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる浮上ユニットの第1の実施の形態を示す外観構成図。
【図2】同ユニットの断面構成図。
【図3】同ユニットにおける吸引パッドによるエアー負圧力を大きくしたときのガラス基板と浮上プレートとの隙間を示す図。
【図4】本発明に係わる浮上ユニットの第2の実施の形態を示す外観構成図。
【図5】同ユニットの断面構成図。
【図6】本発明に係わる浮上ユニットを用いた基板検査装置の第3の実施の形態を示す概略構成図。
【図7】本発明に係わる浮上ユニットの基板検査装置における配置の変形例を示す図。
【図8】本発明に係わる浮上ユニットの基板検査装置における配置の変形例を示す図。
【符号の説明】
1:ベース、2,3:浮上ブロック、4:吸引ブロック、5,6:バッファ空間、7,8:浮上プレート、9a,9b,10a,10b:エアー吹上げ孔、11,12:エアー供給孔、13:圧搾空気供給源、14:吸引パッド、15:溝底部、16:パッド壁、17,18:エアー吸引孔、19:負圧空気供給源、20,21:隙間、22,23:通気孔、24:ガラス基板、30:搬送ステージ、31:エアー吹上げ孔、32:エアー吸引孔、33:顕微鏡本体、34:浮上ユニット、35:溝、40:べース、41:多孔質部材、42:溝、43:エアー吸引部、44:底部、45:壁、46:エアー吸引孔、47:半導体ウエハ。

Claims (7)

  1. エアーを吹き出して基板を浮上させる浮上ブロックと、
    この浮上ブロックに隣接して設けられ、窪みを有する長方形状又は楕円形状でかつ上面位置が前記浮上ブロックの上面位置よりも低く形成され、前記窪みの開口側全面からエアー吸引を行って前記基板を非接触で引き込む吸引ブロックと、を具備したことを特徴とする浮上ユニット。
  2. 前記吸引ブロックは、前記窪みによって吸引パッドを形成することを特徴とする請求項1記載の浮上ユニット。
  3. 前記吸引ブロックは、長方形状又は楕円形状に形成された底部と、この底部の外周縁の全周に亘って形成された壁と、前記底部に形成されたエアー吸引孔とを有することを特徴とする請求項1記載の浮上ユニット。
  4. 前記各浮上ブロックと前記吸引ブロックとの各間は、大気中のエアーを前記エアー吸引部に供給する各隙間を設けたことを特徴とする請求項1記載の浮上ユニット。
  5. 前記各隙間を開けて前記各浮上プレートと前記吸引ブロックとを設けるベースと、
    前記各隙間に対応する前記ベース部分に設けられ、エアーを前記各隙間を通して前記吸引パッド上面に供給するエアー通気孔と、
    を設けたことを特徴とする請求項4記載の浮上ユニット。
  6. エアーを吹き出して基板を浮上させる浮上ブロックと、
    この浮上ブロックに隣接して設けられ、長方形状又は楕円形状に形成された溝底部の外周縁の全周に亘ってパッド壁を形成すると共に、前記溝底部にエアー吸引孔を形成した吸引パッドを設け、この吸引パッドの上面位置を前記各浮上ブロックの上面位置よりも低く形成し、前記吸引パッドからエアー吸引を行って前記基板を非接触で引き込む吸引ブロックと、
    を一体的に設けて成ることを特徴とする浮上ユニット。
  7. 基板を浮上させて搬送する搬送ステージと、
    前記搬送ステージにより浮上搬送される前記基板に対して検査を行う顕微鏡を有する検査部と、
    前記搬送ステージ上における前記検査部の検査領域に前記基板の搬送方向に対して垂直方向に複数配列され、エアーを吹き出して前記基板を浮上させる複数の浮上ブロックと、これら浮上ブロックの間に設けられ、窪みを有する長方形状又は楕円形状でかつ上面位置が前記各浮上ブロックの上面位置よりも低く形成され、前記窪みの底部からエアー吸引を行って前記基板を非接触で引き込む吸引ブロックとを有する複数の浮上ユニットと、
    を具備したことを特徴とする基板検査装置。
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