(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮自在な少なくとも３個の直動アクチュエータと、
これら直動アクチュエータの基端部をそれぞれ走行路に沿って直線移動可能に支持するとともに、これら走行路の少なくとも１つに前記直動アクチュエータの移動とともに高さを変化する傾斜部を有する走行駆動手段と、
前記直動アクチュエータの先端部に支持された可動部材とを備えていることを特徴とするパラレルメカニズム。
【請求項２】
前記走行駆動手段は、案内レール、直動アクチュエータを自在軸継手を介して支持するとともに前記案内レールに沿って移動可能に設けられたアクチュエータ用移動台及び前記案内レールに沿って配置されたネジシャフトを有し、該ネジシャフトを回転駆動することで、前記アクチュエータ用移動台を前記案内レールに沿って走行させることを特徴とする請求項１記載のパラレルメカニズム。
【請求項３】
伸縮自在な少なくとも３本の直動アクチュエータと、
これら直動アクチュエータの基端部をそれぞれ走行路に沿って直線移動可能に支持するとともに、これら走行路の少なくとも１つに前記直動アクチュエータの移動とともに高さを変化する傾斜部を有する走行駆動手段と、
前記直動アクチュエータの先端部に支持された可動部材と、
この可動部材に設けられ、被検体を保持する被検体保持手段とを備えていることを特徴とする検査装置。
【請求項４】
前記可動部材は、前記被検体を回転可能に保持することを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、複数のリンクを有し可動板の姿勢を制御するパラレルメカニズム及び検査装置に関するものである。
背景技術
上部の可動板と下部の固定板とを液体圧シリンダ等のアクチュエータにより伸縮自在にした複数のリンクにより連結し、それぞれのアクチュエータを伸縮させることによりリンク長を適宜可変させて、可動板の姿勢を制御して、様々な角度（水平や傾斜）で保持できるようにしたスチュアート・プラットフォーム方式のパラレルメカニズムが知られている。
このようなパラレルメカニズムでは、それぞれの液体圧シリンダの位置が固定され、これら液体圧シリンダの伸縮による各リンク長の調整を行うことで可動板の姿勢を決定している。
パラレルメカニズムを例えばマクロ基板検査装置等に適用し、可動板上に被検査基板を載置することにより、被検査基板表面の膜厚ムラや傷等の欠陥を目視により観察することができる。
しかし、従来のパラレルメカニズムを用いたマクロ基板検査装置にあっては、次のような問題があった。すなわち、各アクチュエータでのリンク長の伸縮調整の範囲でのみ可動板の姿勢が決定されることになるので、装置の容積に対して可動板の動作範囲が狭い。このため、被検査基板を十分に検査者に近づけることができず、被検査基板を覗き込む状態で基板検査を行なうことになり、無理な姿勢での作業が強いられていた。
一方、各リンク長の調整により設定できる可動板の姿勢は、水平方向や傾斜方向に限られるため、被検査基板面の傷等が形成された方向によっては見えにくいものがあり、精度の高い検査ができないという問題もある。
本発明は、自由度を高めることで広範囲の動きを実現することができるパラレルメカニズム及びこのパラレルメカニズムを用いることで能率が良く、また精度の高い基板検査を行なうことができる検査装置を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明は、伸縮自在な少なくとも３個の直動アクチュエータと、これら直動アクチュエータの基端部をそれぞれ走行路に沿って直線移動可能に支持するとともに、これら走行路の少なくとも１つに前記直動アクチュエータの移動とともに高さを変化する傾斜部を有する走行駆動手段と、前記直動アクチュエータの先端部に支持された可動部材とを具備し、傾斜部に沿って直動アクチュエータを移動させるとともに、各直動アクチュエータの伸縮制御を協調して行なうことにより、可動部材を前後左右に多様に動かすことができる。
本発明は、伸縮自在な少なくとも３本の直動アクチュエータと、これら直動アクチュエータの基端部をそれぞれ走行路に沿って直線移動可能に支持するとともに、これら走行路の少なくとも１つに前記直動アクチュエータの移動とともに高さを変化する傾斜部を有する走行駆動手段と、前記直動アクチュエータの先端部に支持された可動部材と、この可動部材に設けられ、且つ被検体を回転可能に保持する被検体保持手段とを具備したことを特徴としている。
この結果、本発明によれば、被検体を保持した被検体保持手段を検査者の目の近くまで移動させることが可能で、さらに被検体保持手段を前後左右に多様に動かし、照明の反射角を変えることができるので、欠陥を発見しやすく、精度の高いマクロ検査を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａ、１Ｂは本発明の一実施の形態に係る基板検査装置を示す図であって、図１Ａは全体を示す斜視図、図１Ｂは基板ホルダを示す平面図。
図２は同基板検査装置に組み込まれたアクチュエータ用移動台を示す正面図。
図３は同基板検査装置に組み込まれた直動アクチュエータを示す縦断面図。
図４は同基板検査装置の動作を示す説明図。
図５は同基板検査装置の動作を示す説明図。
図６は同基板検査装置の動作を示す説明図。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態を図面に従い説明する。
（第１の実施の形態）
図１Ａは本発明の一実施の形態に係るパラレルメカニズムを使用した基板検査装置を示す斜視図、図１Ｂは被検体である被検査基板Ｗを保持する基板ホルダ２４を示す平面図である。図１において、１は矩形状の枠体からなる基台で、この基台１は、検査者が位置する装置前面に対応する辺部１ａの中央部に所定長さの凹部１０１を形成し、また、装置両側面に対応する辺部１ｂに、装置前面に向けて徐々に高さを増すような傾斜部１０２，１０３を形成している。
そして、このような基台１の凹部１０１に沿って走行路をなす案内レール２を配置し、この案内レール２に沿ってアクチュエータ用移動台３を移動可能に設け、このアクチュエータ用移動台３に揺動部４を介して直動アクチュエータ５の基端部を設けている。
同様に、基台１の傾斜部１０２，１０３にも、その上面に沿って走行路をなす案内レール６，７を配置し、これら案内レール６，７に沿ってアクチュエータ用移動台８、９を移動可能に設け、これらアクチュエータ用移動台８、９にそれぞれ揺動部１０、１１を介して直動アクチュエータ１２，１３の基端部を設けている。
揺動部４，１０，１１は、それぞれ回転軸４ａ，１０ａ，１１ａまわりの１自由度の自由回転ジョイントである。揺動部４の回転軸４ａは、案内レール２の軸方向に平行である。揺動部１０，１１の回転軸１０ａ，１１ａは、水平面と平行でかつ案内レール６，７の軸を水平面上に投影した仮想線に対して角度θだけ内側に傾いている。本実施例ではθを約１５度にしているが、この値は必要な動作範囲等によって設計的に変更され得る。
この場合、アクチュエータ用移動台３は、図２に示すように案内レール２に沿って移動可能に支持されるとともに、この案内レール２に沿って配置されたネジシャフト１４に固定ネジ部１５を介して連結され、モータ１６によりネジシャフト１４を回転させることで、固定ネジ部１５を介して案内レール２に沿って往復移動されるようになっている。
このような構成は、アクチュエータ用移動台８、９についても同様であり、上述の図２を援用して、ここでの説明は省略する。
直動アクチュエータ５は、図３に示すように、固定筒体１７の中空部に沿ってガイド１８とネジシャフト１９を並べて設け、また、ネジシャフト１９に固定ネジ部２０を介して作動軸２１を設けていて、モータ２２によりギア２３１を介してネジシャフト１９を回転させ、ガイド１８に沿って固定ネジ部２０を往復移動させることで、作動軸２１を直動動作させるようになっている。
このような構成は、直動アクチュエータ１２，１３についても同様であり、上述の図３を援用して、ここでの説明は省略する。
そして、このような直動アクチュエータ５，１２，１３の作動軸２１の先端部には、ボールジョイント等の自在連結手段２１ａを介して可動部材としての矩形状の枠体からなるステージ支持部２３を連結している。
この場合、ステージ支持部２３は、装置前面に対応する辺部２３ａの中央部に直動アクチュエータ５の作動軸２１を連結し、また、装置側面に対応する辺部２３ｂに垂直方向に突設した突出部２３ａ１，２３ｂ１を相対向させて形成するとともに、これら突出部２３ａ１，２３ｂ１に直動アクチュエータ１２，１３の作動軸２１を連結している。また、これら突出部２３ａ１，２３ｂ１の間に基板ホルダ２４を回動可能に支持している。この場合、突出部２３ａ１，２３ｂ１には、回転駆動部２５が設けられている。回転駆動部２５は、基板ホルダ２４を回動可能に支持している。
基板ホルダ２４は、被検査基板Ｗを載置するもので、被検査基板Ｗの周縁に対向する枠体２４ａと、この枠体２４ａに設けられた複数の吸着口２４ｂとを備えている。各吸着口２４ｂには図示しない真空ポンプにより真空吸引力が作用し、被検査基板Ｗを吸着し保持するようにしている。なお、図中２４ｃは開口部を示している。
次に、このように構成した実施の形態の動作を説明する。まず、被検査基板Ｗを受け渡しする場合、図４に示すように直動アクチュエータ１２，１３のそれぞれのアクチュエータ用移動台８、９を傾斜部１０２，１０３の最低部に位置させるとともに、回転駆動部２５を駆動して基板ホルダ２４を水平状態に保持させる。
そして、直動アクチュエータ５，１２，１３の伸縮状態を協調制御してステージ支持部２３を図示しない被検査基板Ｗの搬入待機位置まで移動させ、水平状態で待機している基板ホルダ２４に被検査基板Ｗを受け渡す。
基板ホルダ２４は、受取った被検査基板Ｗを正常位置に整列するとともに、吸着口２４ｂでの真空吸引により被検査基板Ｗを吸着保持する。
次に、図５に示すように、直動アクチュエータ１２，１３のそれぞれのアクチュエータ用移動台８、９を傾斜部１０２，１０３に沿って移動させる。この場合、アクチュエータ用移動台８、９は、案内レール６，７に沿って装置前面方向に移動される。
そして、図６に示すようにアクチュエータ用移動台８、９を傾斜部１０２，１０３の所定高さ位置まで移動させたところで、再度直動アクチュエータ５，１２，１３の伸縮を協調制御し、基板ホルダ２４を被検査基板Ｗの目視観察に最適な高さに設定する。
この状態で、基板ホルダ２４上の被検査基板Ｗ表面に照明光を照射する。そして、回転駆動部２５を駆動して基板ホルダ２４を水平状態から目視観察に最適な所定の角度に傾斜させ、被検査基板Ｗ表面からの反射光を利用して被検査基板Ｗ表面の膜厚ムラや傷等を目視によりマクロ的に観察し、外観検査を行なう。
また、傾斜部１０２，１０３に沿って直動アクチュエータ１２，１３を移動させながら、各直動アクチュエータ５，１２，１３の伸縮を協調制御すると、基板ホルダ２４を前後左右に揺動するようにもできるので、基板ホルダ２４を多方面から目視しながらマクロ検査を行なうことができる。
さらに、最近、被検査基板Ｗの裏面の検査も重要視されている。これは、被検査基板Ｗの裏面にゴミや水分が付着していると、ダイシングの際に断面に割れが生じたり、ダイシングの後のチップを基板に接着する際に接着不良が生じ、製品の不良率が大きくなるからである。このような要求に対しては、基板ホルダ２４に被検査基板Ｗを吸着保持した状態で、回転駆動部２５により基板ホルダ２４を１８０°回転させ、被検査基板Ｗの裏面を装置前面に向けることにより、上述したと同様にして被検査基板Ｗ裏面の目視によるマクロ検査を行なうことができる。
従って、このようにすれば、基台１の辺部１ｂに形成された傾斜部１０２，１０３に沿って直動アクチュエータ１２，１３を移動させることにより、被検査基板Ｗを保持した基板ホルダ２４を検査者の目の近くまで移動させることが可能になり、同時に、各直動アクチュエータ５，１２，１３の伸縮制御を協調して行なうことで、ステージ支持部２３とともに、基板ホルダ２４を前後左右に多様に動かすことができるので、マクロ観察のための照明合わせを始め、その後の目視検査を精度よく行なうことができる。
なお、検査者による被検査基板Ｗの検査を容易にするためには、基板ホルダ２４をできるだけ手前に、かつ、高くすることが望まれる。このため、直動アクチュエータ１２，１３の伸縮ストロークを長くするという方法もあるが、装置の剛性が低下するとともに、装置全体の重心が高くなり、安定性が低下する。
本基板検査装置においては、傾斜部１０２，１０３が手前に向かって高くなるように傾斜しているので、直動アクチュエータ１２，１３の基端部を手前に移動させた場合、伸縮ストロークを長くすることなく、基板ホルダ２４を高い位置に位置決めすることができ、安定性を確保することができる。
一方、検査者は装置手前側から被検査基板Ｗを観察するため、手前に観察の邪魔になる部材、例えば直動アクチュエータがあると不都合である。本基板装置においては、手前の直動アクチュエータ５の支点はステージ支持部２３の底部近傍に取り付けられているため、観察の邪魔になることはない。また、両サイドの直動アクチュエータ１２，１３は後方に配置されているため、観察の邪魔になることはない。
また、被検査基板Ｗを保持した基板ホルダ２４を回転駆動部２５により回転させることにより、観察者の観察しやすい角度に被検査基板Ｗを傾斜させた状態でマクロ検査を行なうことができる。また、基板ホルダ２４をさらに回転させることで、被検査基板Ｗの裏面を装置前面に向けることができるので、被検査基板Ｗ裏面についても精度の高いマクロ検査を行なうことができる。
すなわち、ステージ支持部２３に回転駆動部２５を作動させることにより基板ホルダ２４を回転させるようにしているので、パラレルメカニズムのみで被検査基板Ｗを裏返す場合に比べ、直動アクチュエータ５，１２，１３の伸縮ストロークを長くする必要が無く、装置をコンパクト、単純に構成することができる。
産業上の利用可能性
本発明は、自由度の高い高速で広範囲の動きを実現する上で有用なパラレルメカニズムの技術分野、このパラレルメカニズムを用い精度の高い基板検査等を能率よく行なう上で有用な検査装置の技術分野に有効である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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