(57)【要約】【課題】どの時点であっても試料台上のガラス基板の有無を検出でき、ガラス基板の材質や厚さによらずまたはセンサに入射する光量によらず基板の有無検出が可能なガラス基板検出装置を提供する。【解決手段】レーザビームのような直進性の高い透過センサを使用し、光の屈折率に注目して、発光位置と受光位置を直線に配置し、遮断物が無いときは受光量が多いのでオン（ＯＮ）し、遮断物があるときは受光量が少ないのでオフ（ＯＦＦ）するようにするものである。即ち、材質がガラスのように透過する遮断物では、ガラスの屈折率分光路がずれるので、受光量が減少する。従って、受光量の減少によって遮断物の有無がわかり、遮蔽物があることが明らかになればＯＦＦとなる。また、遮断位置がそれほどずれず、光路内ならば、受光量が減少せず、検出可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ透明な基板を取り扱う機器において、透過光を上記機器に戴置する上記基板に対して斜めに通過するように照射する発光部と、上記基板を通過した光を受光する受光部を設け、上記基板が上記試料台に有るときと無いときの光の受光量を測定し、受光量の違いに応じて上記基板が上記機器に存在するか否かを判定する基板検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板を取扱う機器類において、ガラス基板の有無を検出するガラス基板検出装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
従来のガラス基板の有無を検出する方法を以下に述べる。
図３は、従来のガラス基板の搬送ロボットと搬送ロボットが搬送するガラス基板を戴置する試料台を示す図である。図３の試料台は、例えば、試料台に固定され、ガラス基板上に成膜されたパターンの線幅や線間隔等を測定する寸法測定装置に備えられる。
【０００３】
１は被検査対象物であるガラス基板、２はガラス基板１を戴置して固定する基板クランブ台（試料台）、３はガラス基板１の測定ポイントを相対的にＸ軸方向に移動するためのＸ軸移動ステージ、４はガラス基板１の測定ポイントエリアを相対的にＹ軸方向に移動するためのＹ軸移動ステージ、５は基板クランプ台２の除振台、６は照明電源、７はＸ軸移動ステージ３とＹ軸移動ステージ４の移動を制御するＸＹ移動制御部、８は光学顕微鏡、９は光学顕微鏡８の落射照明として照明電源６の出力光を入力するライトガイド、１１は光学顕微鏡８の検査対物レンズ、１０は光学顕微鏡８の検査対物レンズ１１を所望の倍率に切替えるためのレボルバ、１２は反射センサ、１３は光軸（Ｚ軸）移動ステージ、１４は光学顕微鏡８が拡大したガラス基板１上の測定ポイントエリアの反射光像を撮像し映像信号として出力するカメラ、１５は線幅測定を行うために測定装置全体を制御し測定カメラ１４から出力される映像信号から線幅等を寸法測定する測定制御部、１６は測定制御部１５から与えられる表示情報を表示するモニタ、１７は搬送アーム、１８は搬送アーム１７に連動しガラス基板１を載せて基板クランプ台に搬送するための基板搬送ハンドである。カメラ１４は、例えばＣＣＤ（ Charge Coupled Device ）カメラである。
【０００４】
搬送対象物のガラス基板１は、基板搬送ハンド１８から搬送アーム１７によって基板クランプ台２に搬送される。搬送されたガラス基板１は、寸法測定装置によって所定の処理を実行される。寸法測定装置が所定の処理を開始するためには、まず、ガラス基板が搬送され、基板クランプ台２の所定の位置に戴置されたことを認識しなければならない。
【０００５】
図４と図５を参照して搬送及び戴置（固定）される方法を説明する。図４は、従来の基板クランプ方法を説明するための図である。また図５は、従来の基板搬送方法を説明するための図である。
図５において、Ｙ軸移動ステージ４とＸ軸移動ステージ３の基板受取準備位置への移動後、基板クランプ台２の４つの穴１９１１、１９２１、１９３１、及び１９４１から、基板受取りピン１９１、１９２、１９３、及び１９４をそれぞれ上昇させ、基板搬送ハンド１８上のガラス基板１を上方向に持ち上げる。
その後、基板搬送ハンド１８は左側に平行に移動し、待避する。
【０００６】
基板受取りピン１９１、１９２、１９３、及び１９４はそれぞれ下降し、基板クランプ台２にガラス基板１を受け渡す。基板平面維持ピン２００１、２００２、‥‥‥、２０９９、２１００は、基板クランプ台２に取付けられ、基板全体の平面の平坦さを保つ。
【０００７】
次に、図４において、ガラス基板１の基板基準面１０１と１０２（図では太線で示す）を基準ローラ２０１、２０２、及び２１１に押付け、ガラス基板１を固定する。即ち、押し当てローラ２０３、２０４、２１２でガラス基板１を矢印（押し当てローラ２０３、２０４、２１２のすぐ横に描かれた矢印）の方向に押し（例えば、押す力は、２Ｎ）、基準ローラ２０１、２０２、２１１に押し付ける。基準ローラ２０１、２０２、２１１は、押し当てローラ２０３、２０４、２１２の力に負けない力（例えば、５Ｎ）を保持できるようになされている。その状態で図５に示すガラス基板１の裏面を基板クランプ台２に設けられた吸着パッド２２０１〜２２１２（図５の黒丸で示す）で吸着しホールドする。
基板吸着後、押し当てローラ２０３、２０４、２１２は基板押し当て解除で外側に退避する。基準ローラ２０１、２０２、２１１も外側に退避する。
【０００８】
而して、自動線幅測定装置等の検査装置において、図４に示す基板基準面１０１と１０２を基準に、例えば、測定したい測定ポイントエリアの中心位置座標１１２１〜１１２８を事前に登録しておいて、被検査対象物であるガラス基板１を測定する時に読み出し、その位置における配線パターンの線幅等を測定する。
【０００９】
図３に示すように、被検査対象物のガラス基板１は、反射センサ１２で基板の有無が確認された後、基板クランプ台２に取付けられた吸着パッド２２０１〜２２１２で裏面吸着され、固定される。基板クランプ台２は、除振台５上に配置されたＹ軸移動ステージ４、Ｘ軸移動ステージ３の下にあり、光学顕微鏡８を平面（Ｘ軸方向とＹ軸方向に）移動でき、ガラス基板２内の任意の位置（測定ポイントエリア）を光学顕微鏡８で観察する。
【００１０】
図２は、反射センサ１２をより詳細に説明するための図３の部分断面図である。図２に示すように、反射センサ１２は、センサ発光部１２１から光を出力し、ガラス基板１の裏側で反射し、センサ受光部１２２に入射する。このとき、ガラス基板１の材質が素ガラスの時には、センサ発光部１２１からの出力光の約４％しか受光部１２２に入射しない。受光部１２２のセンサ感度は、調整が可能である。しかし、受光量が少ないことを補うため、センサ感度を上げると、ノイズに対する許容量が低くなる。
【００１１】
照明電源６はライトガイド９によってその出力光を光学顕微鏡８に導入する。導入された光は、検査対物レンズ１１を介し検査対象物１に照射される。照射された光は、測定ポイントエリアのガラス基板面で反射、反射した光が検査対物レンズ１１を通り、中間レンズを介し、カメラ１４に撮像される。
変倍機構（レボルバ）１０は、目的に応じて検査対物レンズ１１を切替え、光学顕微鏡８の拡大倍率を変更する。
【００１２】
光軸（Ｚ軸）移動ステージ１３は、検査対物レンズ１１の焦点距離を維持するために、検査対物レンズ１１を装着した光学顕微鏡８全体を光軸（Ｚ軸）方向に移動する。
【００１３】
上述した基板位置決め方法は、例えば、特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１８６６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述の従来技術では、基板受取りピン１９１、１９２、１９３、及び１９４がガラス基板１を受け取ったかどうかは、下降して試料台に載ってから反射センサ１２で基板の有無確認をするため、基板搬送ハンド１８に戴せたときにはわからないので、判断が遅れる欠点があった。
【００１５】
また、反射センサは、センサ発光部から光を出力し、ガラス基板の裏側で反射し、センサ受光部に入射する。このとき、ガラス基板の材質が素ガラスの時には、センサ発光部からの出力光の一部しか受光部に入射しない。受光部のセンサ感度の調整は可能だが、ノイズに対する許容量が低くなる欠点があった。
また、ガラス基板の位置が基板クランプ台の表面位置にぴたり一致する必要がある。
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、どの時点であっても試料台上のガラス基板の有無を検出でき、ガラス基板の材質や厚さによらずまたはセンサに入射する光量によらず基板の有無検出が可能なガラス基板検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するため、本発明のガラス基板検出装置は、レーザビームのような直進性の高い透過センサを使用し、光の屈折率に注目して、発光位置と受光位置を直線に配置し、遮断物が無いときは受光量が多いのでオン（ＯＮ）し、遮断物があるときは受光量が少ないのでオフ（ＯＦＦ）するようにするものである。
即ち、材質がガラスのように透過する遮断物では、ガラスの屈折率分光路がずれるので、受光量が減少する。従って、受光量の減少によって遮断物が有無がわかり、遮蔽物があることが明らかになればＯＦＦとなる。また、遮断位置がそれほどずれず、光路内ならば、受光量が減少せず、検出可能となる。
即ち、本発明の基板検出装置は、ほぼ透明な基板を取り扱う機器において、透過光を機器に戴置する基板に対して斜めに通過するように照射する発光部と、基板を通過した光を受光する受光部を設け、基板が試料台に有るときと無いときの光の受光量を測定し、受光量の違いに応じて基板が機器に存在するか否かを判定するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＬＣＤ（ Liquid Crystal Device ）基板等の基板では、製造工程で、基板表面に種々の膜を形成していくが、全製造工程で、かつ全種類の基板に対応が可能となる。
また更に、基板を寸法測定装置等の機器が受け取ってから、搬出するまで、基板の有無を常に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施例を図１を参照することによって説明する。図１は、本発明の一実施例を説明するための図である。図１(a) は、本発明のガラス基板の有無を検出するガラス基板検出装置を説明するための断面図、図１(b) はセンサ発光部とセンサ受光部間の光路を説明するための断面図、図１(c) は図１(b) のガラス基板１を通過する光の光路を具体的に説明した図である。図１(a) は、例えば、図３で示すような線幅測定装置に用いられる。
図１(a) は、１はガラス基板、２は基板クランプ台、１７は搬送アーム、１８は基板搬送ハンド、１２１′はセンサ発光部、１２２ａは直進した時の光路、１２２ｂは屈折した時の光路である。センサ発光部１２１′から出力する光はレーザビームのような直進性の高いものが望ましい、
【００１９】
図１(a) は、ガラス基板１が搬送アーム１７と基板搬送ハンド１８によって基板クランプ台２の上に搬入された状態を示す。
図１(b) と図１(c) によって、図1(a)の状態で、基板クランプ台２に設けられたセンサ発光部１２１′からセンサ受光部１２２′へ光がガラス基板１を通過していく状況を説明する。
【００２０】
空気中の屈折率を１、ガラス基板１の屈折率を１．５５とし、空気中からガラス基板１に４５度の角度で入射した光は、角度θ度に光路が曲がる。即ち、
１×ｓｉｎ４５＝１．５５×ｓｉｎθ
ｓｉｎθ＝ｓｉｎ４５÷１．５５
＝０．７０７÷１．５５
＝０．４５６
∴  θ＝２７度
ガラス基板１の厚さを０．５ｍｍとした場合、直進する光路からのずれＸ０は
Ｘ０＝０．５ｍｍ×ｔａｎ４５＝０．５ｍｍ
Ｘｇ＝０．５ｍｍ×ｔａｎ２７＝０．５ｍｍ×０．５１＝０．２５ｍｍ
Ｘ０−Ｘｇ＝０．２５ｍｍ
Ｚ＝０．２５ｍｍ×ｓｉｎ４５＝０．２５ｍｍ×０．７０７＝０．１８ｍｍ
【００２１】
光路１２２ｂと１２２ａの光路差は０．１８ｍｍであり、空気中で光の中心がセンサ受光部１２２′の口径の中心になるよう設定しておき、そのときの感度を１００％とすると、０．５ｍｍのガラス基板で遮蔽したときに、光が０．１８ｍｍずれ、口径１ｍｍのセンサ受光部の場合にセンサ受光部１２２′側の受ける光量は半分程度となり、遮断ＯＮ、ＯＦＦの判断がいたって簡単になる。
【００２２】
以上の原理から、図１に示すように搬送アーム１７で試料クランプ台２の上方にガラスが来たときから試料クランプ台２上にガラスをクランプする位置までガラス有りを認識できる。
センサ受光部は受光した光量を測定し、予め定められたしきい値を超えたか否かで、基板が無いか有るかを判定しても良い。また、複数のしきい値を設け、基板の有無の外、基板の厚みや品質を判定するようにしても良い。
【００２３】
本発明の他の実施例として、全反射ミラー１２３を配置し、図６のような配置にすることでガラスの厚さが薄いものでも対応可能である。
図６は、本発明の別の実施例を説明するための図で、センサ発光部１２１′からガラス基板１を通過した光が全反射ミラー１２３で反射し、再度ガラス基板１を通過してセンサ受光部１２２′′を通過することによって２回屈折することによって受光する位置が明確に判別できる距離（図１のＸ０−Ｘｇ）が２倍となる。
この繰り返しを行うことで薄いガラス基板や屈折率が小さい材質のガラス基板でも、本発明を適用可能である。
【００２４】
以上のように、実施例によれば、
（１）ガラス基板は、製造工程で、ガラス表面に種々の膜を形成していくが全種類の基板に対応可能である。
（２）ガラス基板を装置が受け取ってから、搬出するまで、ガラス有りを検出できる。
【００２５】
上記実施例では、被測定対象物を透明なガラス基板とした。しかし、光を少量でも透過し、空気中または他の媒体と異なる屈折率を有する基板であれば何でも本発明が適用可能であり、空気中以外の真空中または液中でも良く、さらに空気以外の雰囲気であっても良いことは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例を説明するための断面図。
【図２】反射センサ１２をより詳細に説明するための部分断面図。
【図３】従来のガラス基板の搬送ロボットと搬送ロボットが搬送するガラス基板の戴置台を示す図。
【図４】従来の基板クランプ方法を説明するための図。
【図５】従来の基板搬送方法を説明するための図。
【図６】本発明の一実施例を説明するための断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１：ガラス基板、  ２：基板クランブ台、  ３：Ｘ軸移動ステージ、  ４：Ｙ軸移動ステージ、  ５：除振台、  ６：照明電源、  ７：ＸＹ移動制御部、  ８：光学顕微鏡、  ９：ライトガイド、  １０：レボルバ、  １１：検査対物レンズ、  １２：反射センサ、  １３：光軸（Ｚ軸）移動ステージ、  １４：カメラ、  １５：測定制御部、  １６：モニタ、  １７：搬送アーム、  １８：基板搬送ハンド、  １０１，１０２：基板基準面、  １２１，１２１′：センサ発光部、  １２２，１２２′、１２２′′：センサ受光部、  １９１〜１９４：基板受取りピン、  ２０１，２０２，２１１：基準ローラ、  ２０３，２０４，２１２：押し当てローラ、  １１２１〜１１２８：測定ポイントエリアの中心位置座標、  １９１１，１９２１，１９３１，１９４１：穴、  ２００１，２００２，‥‥‥，２０９９，２１００：基板平面維持ピン、  ２２０１〜２２１２：吸着パッド。
【図１】
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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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