(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＦＴ／ＬＣＤアレイの要素を含む実質的に平坦で柔軟な平面媒体のための検査システムにおいて第１および第２部分を含む軸方向分割ステージを動作させるための方法であって、
前記軸方向分割ステージの第１の部分において前記媒体を受け取る工程であって、前記第１の部分は第１の取り扱い精度を特徴とする工程と、
観察領域に前記媒体を置くために前記第１の部分を使用して第１の方向に前記媒体を搬送する工程と、
前記第１の部分から前記軸方向分割ステージの第２の部分において前記媒体を受け取る工程であって、前記第２の部分は前記観察領域を含み、前記第１の取り扱い精度より精密な第２の取り扱い精度を特徴とする工程、
前記第２の部分を使用した前記観察領域において観察方向に沿って前記媒体を位置決めする工程
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の部分は複数のオリフィスを備える上部表面を有し、
前記媒体に対して前記第１の部分の上部表面にわたって気体軸受を生成して前記媒体を支持するために、前記第１の部分における前記複数のオリフィスを介して加圧気体を導入する工程、
レールによって拘束される少なくとも１つの往復動可能な真空コンタクトに前記媒体を装着して、前記第２の部分の方向に向いたレールの案内で前記第１の方向に沿って前記媒体を移動させる工程を
さらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の部分は一枚岩花崗岩ブロックを含み、前記第２の部分の前記取り扱い精度は、最終許容誤差内に前記媒体を制御可能に位置決めするために十分なほどに、前記花崗岩ブロックの安定性によって増強される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の部分の上部表面に平行な平面に直交する方向での前記最終的な許容誤差は選択される横方向位置の２．５μｍ以内である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の部分は前記第２の部分と連動する制御可能な気体放出のフィールドを作成するためのアセンブリをさらに含み、
前記媒体を制御可能に懸架し、垂直に位置決めするために、前記第２の部分の選択される位置における真空および前記第２の部分と連動する前記フィールドにおける加圧気体軸受の双方を作成する工程
をさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の部分を通る前記媒体の連続的移動の間に前記媒体の物理的属性を特徴付ける工程をさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記媒体を静止状態に保持している間に前記媒体の物理的属性を特徴付け、続いて、前記媒体を移動させる工程をさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項８】
媒体表面高さの補償は、前記媒体における厚さ変化を調整するために４０ｍｍにわたって１０μｍ未満である請求項５に記載の方法。
【請求項９】
大型で実質的に平面で薄く柔軟であり、ＴＦＴ／ＬＣＤアレイの要素を含む媒体の検査に適する平板パネル検査システムの軸方向分割ステージであって、
第１の取り扱い精度で前記媒体を位置決めするため、第１の方向に前記媒体を搬送するために動作可能な第１の部分と、
前記第１の部分に物理的に結合され、前記第１の部分から前記媒体を受け取り、第２の取り扱い精度で前記媒体を位置決めし、前記媒体を前記第１の方向にさらに搬送させるように動作可能であり、前記第２の取り扱い精度が前記第１の取り扱い精度より精密になるように安定かつ硬い支持構造を含むとともに、観察領域を含む第２の部分と、
前記第１の部分から前記第２の部分によって受け取られる前記媒体の要素の物理的属性を特徴付けるように動作可能である、前記第２の部分に取り付けられた装置と
を有する軸方向分割ステージ。
【請求項１０】
前記第１の部分は複数のオリフィスを備える上部表面を有し、
前記媒体に対して前記第１の部分の上部表面にわたって気体軸受を生成して前記媒体を支持するために、前記第１の部分における前記複数のオリフィスを介して加圧気体を導入する工程、
レールによって拘束される少なくとも１つの往復動可能な真空コンタクトに前記媒体を取着して、前記第２の部分の方向に向いたレールの案内で前記第１の方向に沿って前記媒体を移動させる工程
をさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の部分はモジュラであり、前記第２の部分は前記第１の部分に取外し可能に接続されたモジュラであり、前記第２の部分の前記支持構造が花崗岩スラブを含む請求項９または１０に記載の検査システムのステージ。
【請求項１２】
前記第２の部分の前記取り扱い精度が、最終的な許容誤差内に前記媒体を制御可能に位置決めするために十分なほどに前記花崗岩スラブの安定性によって増強される請求項１１に記載の検査システムのステージ。
【請求項１３】
前記第２の部分の上部表面に平行な平面に直交する方向における前記最終的な許容誤差は選択される水平位置の２．５μｍ以内である請求項１２に記載の検査システムのステージ。
【請求項１４】
検査システムにおける第１および第２部分を含む軸方向分割ステージを用いて、薄膜トランジスタ液晶ディスプレー（ＴＦＴ／ＬＣＤ）に適する実質的に平面で柔軟な媒体の特性を決定するための方法であって、
特性決定ステージの前記第１の部分の表面において前記媒体を受け取る工程と、
第１の加圧気体軸受上に前記媒体を支持する工程と、
前記第１の部分の前記表面の上方に第１の高さに前記媒体の位置を制御する工程であって、前記第１の高さは前記媒体の底部表面から前記第１の部分の前記表面への距離によって規定される工程と、
前記第１の部分の前記表面に沿って第１の方向に前記媒体を搬送する工程と、
前記第１の部分に物理的に結合された前記第２の部分の上部表面に前記第１の部分から前記媒体を受け取る工程であって、前記第２の部分は観察領域を含み且つ前記第１の取り扱い精度より精密な第２の取り扱い精度を特徴とする安定かつ硬い支持構造を含んでいる、工程と、
前記第２の部分の上部表面の上方で第２の高さに前記媒体の位置を制御する工程であって、前記第２の高さは前記媒体の底部表面から前記第２の部分の上部表面への距離によって規定され、前記第２の高さは前記第１の高さ未満である工程と
を含む方法。
【請求項１５】
前記第１の部分は複数のオリフィスを備える上部表面を有し、
前記媒体に対して前記第１の部分の上部表面にわたって気体軸受を生成して前記媒体を支持するために、前記第１の部分における前記複数のオリフィスを介して加圧気体を導入する工程、
レールによって拘束される少なくとも１つの往復動可能な真空コンタクトに前記媒体を取着して、前記第２の部分の方向に向いたレールの案内で前記第１の方向に沿って前記媒体を移動させる工程
をさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の部分の上部表面上の媒体位置の制御は、前記第２の部分の上部表面に平行な平面に直交する方向における前記最終的な許容誤差は選択される水平位置の２．５μｍ以内である請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の部分は制御可能な気体放出のフィールドを生成するための前記第２の部分のアセンブリを含み、前記媒体を制御可能に懸架し、垂直に位置決めするために、前記第２の部分の選択される位置において真空および前記フィールドにおける加圧気体軸受の双方を作成する工程をさらに含む請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィールド作成アセンブリは多孔性媒体を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記多孔性媒体は多孔性セラミック、発泡金属、多孔性ガラス、合成多孔性材料からなるグループから選択される請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記作成工程は前記多孔性媒体に一体化される真空ポートを使用する工程を含む請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型平板で通常非常に薄い対象物を扱うための方法および装置に関し、詳細には、高度な機械的精度を以って大型平板柔軟媒体を搬送し、支持し、位置決めし、拘束するための方法と装置に関する。より詳細には、本発明は、そのような搬送と拘束の機構の使用に関し、さらに、（液晶フラット・パネル・ディスプレー（ＬＣＤ）の主要能動構成部品である）薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイを形成するために使用される構造を堆積されたガラス・パネルなどの大型平板で、柔軟性があり、かつ、多くはパターン化されている媒体の自動光学検査（ＡＯＩ）、電気的機能検査（例えば、電圧撮像またはＶＩ）、または、自動修理（ＡＲ）のための技術の使用に関する。本発明はいかなる平板な柔軟媒体の検査の場合にも適用可能であるが、生産の様々な段階でのＴＦＴ／ＬＣＤパネルのガラス板の高スループットなインライン検査のために特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤパネルの製造中、複数の独立した同一のディスプレー・パネルとして機能するようにされた電子回路を形成するために、様々な材料の層を堆積させる基板として薄いガラスの大型透明シートが使用されている。この堆積は多くの段階で一般的に行われている。いくつかの段階では、所定のパターンに忠実にその前の層を覆って（または、剥き出しのガラス基板上に）特定の材料（金属、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、シリコン、非晶質シリコンなど）が堆積される。各段階は、堆積、マスキング、エッチング、剥離などの様々な他の工程も含む。
【０００３】
これらの段階の各々の間、および、段階中の様々なステップにおいて、ＬＣＤ製品の最終的な性能に電子的および／または視覚的な影響を与える多くの生産上の欠陥が発生することがある。そのような欠陥は、回路の短絡、開放、異物、誤堆積、形状とサイズの問題、エッチングの過剰または不足を含み、これらに限定されない。図１に示す最も一般的な欠陥は、トランジスタ１２２内のＩＴＯ１１２への金属の突出１１０や金属１１６へのＩＴＯの突出１１４、所謂マウス・バイト１１８、回路開放１２０、短絡１２２、異物１２６を含む。
【０００４】
ＴＦＴ／ＬＣＤパネルの検査および修理などの好ましい応用例の分野において、検出や修理の対象となる欠陥はサイズが数ミクロンほどに小さいことがあり、検査や修理のシステムに厳しい欠陥検出限界を設けている。さらに、欠陥の単なる検出では不十分である。検出された欠陥は、完成品の性能を損なわないが、最適条件から外れたアレイ製造工程の初期表示である「プロセス欠陥」すなわち小さな欠点と、修理することが可能で、そのため、アレイの生産歩留まりを向上させる「修理可能欠陥」と、最後に、ＴＦＴアレイをもはや使用できなくする「キラー欠陥」とに分類もされなければならない。
【０００５】
このレベルの検出と分類を達成するには、２段階の撮像工程を必要とすることが多い。検査される表面全体にわたっていくつかの「関心点」、すなわち、ＰＯＩ（または、「欠陥候補」）を検出するために、初期には比較的低解像度の撮像工程が高速検出モードで使用される。高解像度画像分析と分類工程の一部として、これらのＰＯＩを確認、さらに撮像するために、第２の比較的高解像度の撮像工程が使用される。このようなシステムは、図２、３に関して以下に説明する非常に高度な機械的精度を必要とする。
【０００６】
図２は、三次元空間内の動き、すなわち、３つの直交する軸に沿った直線的な動き、かつ、これらの軸のいずれかの周りに回転するあらゆる対象物の６つの自由度を示す。この枠組みは、典型的な表面検査システムにおける全ての可動要素に対して有効である。これらの自由度の各々に沿った動きは、（作動による）意図的なものも、（システムの機械的不正確さによる）非意図的なものもある。例えば、対象物がＹ軸に沿って直線的に移動する際、制御不能なＹ軸の周囲の「ロール」、Ｚ軸の周囲の「ヨー」、Ｘ軸の周囲の「ピッチ」があることがある。通常、「機械的ステージ」は選択された自由度に沿って対象物を移動または回転させる一方、残っている自由度に沿った移動または回転から対象物を拘束する。しかし、完璧な機械的制御を達成する能力が無いため、これらの残っている自由度のいずれかに沿った制御されない動きはシステムに低減された機械的精度をもたらす。このようなシステムの機械的精度は、正確さ、繰り返し精度、解像度で特徴づけられることが多い。正確さは、機械的位置決めシステムが、定常状態において、指示された目標位置にいかに近く近づけるかを測定する。その一方、繰り返し精度は、異なる初期位置から同じ目標位置へ移動させる繰り返される試みの際に、最終的な定常状態の位置が互いにいかに近いかを測定する。解像度はある自由度によって生じる最小の増分的移動として定義される。
【０００７】
図３Ａ、３Ｂは、大面積平板媒体のための簡略化検査システムの例を示し、本発明の１つの焦点となっている。システムは図に示すガントリ３１６上の機器を変えることによって修理装置に転換することができる。この特定の配置構成において、低および高解像度光学検査タスクを説明する。典型的なシステムにおいては、低解像度システム３１２の一部である（典型的に、各々が３．０〜１５．０［μｍ／画素］の物体面解像度を持つ）複数の低解像度検査用カメラと、高解像度システム３１０の一部である（典型的に、各々が０．５〜１．０［μｍ／画素］の物体面解像度を持つ）１つまたは複数の高解像度検査用カメラがある。
【０００８】
検査中の平板媒体３１８は、厳密に平坦な仕様の平面に近似している精密表面３２０上を搬送される。例えば、１ｍに対して±２．０μｍのＺ軸の変化が達成可能である。低解像度撮像システム３１２と高解像度撮像システム３１０は、その表面の上側に精密ガントリ３１６の手段によって取り付けられる。機械的ステージは、どちらの撮像システムを使用しても媒体表面３１８上のあらゆる点を撮像することができるように設計されている。さらに、焦点の長さおよび被写界深度などの撮像システムの要件は、±１．５μｍの被写界深度の限界を確実に越えないように、撮像工程中、撮像システムから表面への距離が１．０μｍ以内に制御されることを必要とする。この位置制御を達成する複数の手段がある。例えば、双方の撮像モジュールをＸ軸とＹ軸で静止させたままにして、検査する媒体３１８を表面３２０上で移動させ、一方、撮像モジュールをＺ軸上で移動させて焦点を制御することである。代替案は、検査する媒体に対してＹ軸のみで移動させる一方、Ｘ軸およびＺ軸の作動を撮像モジュールに組み込むことである。さらに他の代替案は、検査する媒体を完全に静止させる一方、可動ガントリ３１６を表面３２０上側に設けることである。これらの配置構成の各々が精度要件をステージの他の部分にシフトさせ、ステージのサイズに影響を与え、かつ、システム内の機械的複雑さの特定の分布ももたらすことに注意されたい。
【０００９】
機械的な精度がシステムの動作にいかに影響を及ぼすかを説明するために、システムの動作が検査する媒体の表面３２０上でのＸ軸とＹ軸の走査移動３２２からなる仮定する。同様に、線走査低解像度撮像モジュールと面走査高解像度撮像モジュールの典型的な配置構成を仮定する。このような検査システムにおいて、機械的精度に対する以下の要件が提示される。
【００１０】
複数の経路で媒体の表面全体を網羅する必要がある低解像度と高解像度の撮像モジュールの双方の視野（ＦＯＶ）は、Ｘ軸位置制御とＺ軸の周りの回転の非常に高い固定性に対する高解像度を必要とする。例えば、特定の線走査カメラを使用する０．５［μｍ／画素］の高解像度撮像は、０．４ｍｍのＸ軸視野をもたらす。これは、欠陥関心点が±０．１ｍｍ以上の位置の正確さでカメラの視野内に位置決めされることを必要とする。低照度の応用例において使用される時間領域積分（time-domain-integration:ＴＤＩ）線走査撮像デバイスが画像のボケを防止するために一定のＹ軸の走査速度を必要とすることが多い。例えば、固定積分時間用の９６段ＴＤＩカメラは、走査方向に沿った約１％の速度変化で１つの画素の画像ボケとなる。
【００１１】
特に高解像度撮像モジュールの撮像システムの限定された被写界深度は、検査される表面から撮像モジュールへの距離が厳密に制御されることを必要とする。この距離は、例えば０．５μｍの物体面解像度を備えた典型的な高解像度システムの場合に±１．５μｍである。これには、Ｚ軸の位置決めにおける厳格な正確さと繰り返し精度、および、Ｘ軸とＹ軸の周りの回転の高い固定性が必要である。
【００１２】
低解像度撮像モジュールによって示されたＰＯＩに高解像度撮像モジュールを配置するためには、Ｘ軸、Ｙ軸の移動に対する高い正確さと繰り返し精度が必要である。同様に、低解像度モジュールと高解像度モジュールとの間には知られている安定な位置上の関係がなくてはならない。
【００１３】
実際には、上述の位置上の正確さと繰り返し精度の要件とは別に、関連するより複雑な関係がある可能性がある。例えば、光学的な撮像システムにおいて、垂直からの光軸のいかなる整列ミスも、撮像モジュールの視野のＸ軸とＹ軸の位置決めの正確さに影響を与えるようなＺ軸の位置の変化を引き起こすことがある。
【００１４】
応用例が高度な機械的精度を必要とする時、その精度を提供する広く採用されている方法は、重く大きな花崗岩のベース・プレートと、厳密なチャックを支持する（しばしば花崗岩で作られた）連動する堅牢なガントリとを使用していた。チャックは、花崗岩によって提供された基準平坦面上に気体軸受で僅かに浮上させられ、線形サーボ・モータや直線エンコーダなどの手段によって駆動させられる。チャックは、通常、処理されている媒体をチャック表面に拘束するための手段として真空を使用する。この手法は、シリコン・ウェハ集積回路の検査のために特に使用されており、ＴＦＴ／ＬＣＤパネルが堆積されたガラス板の検査や修理のためにも採用されている。
【００１５】
この配置構成において、精密加工された花崗岩のベース・プレートと堅牢なガントリは、高度の堅牢さと平坦さを備えた精密基準フレームとなっている。真空チャックは検査する柔軟な媒体を保持し、必要な平坦さで拘束する必要がある。チャックは花崗岩の支持表面上で精密に制御された移動を行う。気体軸受は自由な動きを単独の軸に拘束する最善の知られている手段である。移動するシャトルは支持ガイドの不完全さに追従せず、平均化される空気のクッションに正確に追随するという事実のために、気体軸受は固有の平均化特性を提供する。これは、それらの支持表面の誤差に比較して、シャトルに対してはるかに小さな線形と角度誤差をもたらす。直線エンコーダと組み合わされた線形サーボ・モータは、駆動させられた移動軸に沿った必要な移動精度を提供する。
【００１６】
花崗岩ベース・プレート、真空チャック、気体軸受、さらには直線エンコーダを採用したこのＸＹＺステージの配置構成は安定なプラットフォームであり、数多くの応用例に適切である。これは、ＡＯＩ、および、最も厳しい応用例分野であると信じられているシリコン・ウェハ集積回路の電気的機能検査においてうまく使用されている。この概念がＡＯＩおよびＴＦＴ／ＬＣＤパネルが堆積されたガラス板の電気的機能検査にも拡大されてはいるが、この特定の分野における制限は重量とサイズである。この配置構成によって達成可能な最大実行可能サイズは、実行可能に製造、保管、搬送、設置することができる必要な一枚岩の花崗岩ベース・プレートの重量とサイズによって主に制限される。
【００１７】
関心の持たれる主要な応用例の分野であるＴＦＴ／ＬＣＤガラス板の検査において、ガラス板のサイズは、業界がより大きく、より薄いガラスを求めて努力するにつれて、一定して増大する。検査する媒体のサイズが増大すると、媒体を搬送、位置決め、拘束するためのステージの必要なサイズは比例して増大する。第５世代の（約１，１００ｍｍ×１，３００ｍｍのガラス）板のサイズの場合、上述の配置構成の直接的な縮尺変更は徐々に実行可能ではなくなる。これは、典型的なトラックや航空機の貨物スペース容量（例えば、商用貨物機のばら積荷重のための最大余裕は約７トンである一方、第６世代（約１，５００ｍｍ×１，８５０ｍｍのガラス）板のサイズの場合、ステージの重量は１１トンになる）を超える装置の重量、形状、サイズによるものである。この結果は、装置をその最終目的地に搬送する費用の指数関数的上昇である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
過去、必要な機械的精度を提供する従来の方法は、シリコン・ウェハ集積回路の検査の応用例の分野における技術に基づいていた。しかし、検査する媒体パネルのサイズの増大とともに、この手法は、ステージの管理不可能なサイズおよびそれがもたらす益々上昇する費用によって、瞬く間に非現実的なものになっている。
【００１９】
従来技術において、媒体を搬送および拘束するためのコンベヤ・システムが、平板媒体の検査または他の処理の目的のために提案されている多くの応用例がある。これらは以下を含むがそれらに限定されない。
【００２０】
ともにＣａｓｐｉ他への米国特許第６，３６７，６０９号明細書および米国特許第６，２２３，８８０号明細書は、真空チャックまたは同様の手段を使用して媒体が拘束される検査または処理装置に、処理する媒体を方向転換させるために、それの方向を変化させることを狙いとしたコンベヤ・システムについて述べている。この特許は、処理または検査の目的のための生産ライン上での平板媒体の搬送と取り扱いの問題に対処している。しかし、この特許は検査／処理ステーションの必要な複雑さと精度要件、および、関連する費用についての示唆には対処しない。これは、本発明の主要な目的の１つである。同様に、述べられたコンベヤ装置は媒体を搬送するために主にベルト駆動動作を使用する。
【００２１】
Ｐｅａｒｌ他への米国特許第４，７３０，５２６号明細書は、シート状媒体の処理の目的のためにシート状媒体を支持して搬送するためのコンベヤ・システムについて述べている。この発明は、真空拘束がシート状媒体の搬送と可能な処理とが一緒に生じるように、コンベヤ内に分布された分散真空パッドを備える真空拘束機構を開示している。この発明は、切削などの機械加工の応用例に特に有用であり、異なる精度要件のために本応用例の分野には適用できない。
【００２２】
Ｔｅｉｃｈｍａｎ他への米国特許第６，１４５，６４８号明細書は、コンベヤ上を走行する物体を検査する目的のために、連続的なコンベヤがローダ区画からアンローダ区画に延長し、検査区画を通り過ぎるＰＣＢ検査の目的のためのコンベヤ装置について述べている。述べられた発明の主要な特徴は、ローダ・ロボットとアンローダ・ロボットを調整された方法で作動させることであり、検査装置によって物体が検査されている時に検査工程の外乱を回避する。
【００２３】
Ｋｉｍへの米国特許第６，４８６，９２７号明細書は、積み重ねられたＬＣＤから試験装置の主フレーム上に取り付けられた作業台にＬＤＣモジュールを搬送するためのインデックス供給ステージを備えたＬＣＤモジュール試験装置について述べている。試験装置は、ＬＣＤモジュールの位置合わせ、電気プローブ・ピン上への設置、および、試験を行うために機械的な拘束に基づいている。このシステムは、ＬＣＤパネルが堆積されている大型媒体シートを取り扱う、試験する、修理することは試みず、そのため、本発明の応用例には適用できない。
【００２４】
Ｋｌｅｉｎｍａｎへの米国特許第５，３７４，０２１号明細書は、真空テーブル装置において特に使用されるための真空ホルダについて述べている。この発明は、真空テーブルの面積が大きく、大部分の面積が真空によって保持される物体によって覆われていない時、吸引用開口部が真空の無駄をもたらすという問題に特に対処している。この発明は、バルブの頂部上に物体が存在しない時に閉じるバルブ構造を備えた真空用開口部を提案している。
【００２５】
Ｂｅｅｄｉｎｇへの米国特許第５，１４１，２１２号明細書は、切削動作中にシート媒体を支持するために発泡体表面を使用する他の真空チャックの概念について述べている。開放セル発泡体が、真空の効果を下層真空表面から保持される媒体に通過させ、媒体とともに切断装置によって切断される。したがって、下層真空表面はこの動作中は原状に維持される。
【００２６】
Ｌａｈａｔ他への米国特許第５，７９７，３１７号明細書は、様々なサイズのプレートを保持するための万能チャックの概念について述べている。この発明は、プレートをエッジ部から機械的に保持するための手段を使用し、典型的に半導体デバイスの製造に使用されるような小型プレート（例えば、シリコン・ウェハ）に適用される。
【００２７】
Ｂｒａｎｄｓｔａｔｅｒへの米国特許第５，０５６，７６５号明細書は、処理または検査されている平板媒体を媒体の上から作用する固定デバイスの使用によって拘束する手段について述べている。固定デバイスはエア・クッション効果を使用して接触せずに媒体を押し下げるようになっている。したがって、媒体は固定デバイスによって検査表面に対して平坦に置かれる。その際、デバイスは平板媒体とテーブルに対して自由に動ける。この発明は特に印刷回路の検査に適用できる。
【００２８】
普通紙コピー器などの他の応用例の分野からの貢献は、頂部から媒体シートに負荷を加えるエア・クッション手段について述べているＳｗａｒｔｚ他への米国特許第６，４４２，３６９号明細書を含む。この負荷はシートに非接触のＺ軸平坦性を課す一方、シートは搬送用コンベヤに対して押し付けられる。シートは下層コンベヤによって拘束され、移動される一方、エア・クッションの負荷に関して自由に移動できる。
【００２９】
他の以前の発明であるＫｒｉｅｇｅｒへの米国特許第５，０１６，３６３号明細書は媒体、特に紙の湿潤連続ウエブを搬送と同時に乾燥するための真空およびエア・クッション装置について述べている。しかし、運ばれる媒体の平坦性を拘束する試みは行われない。
【００３０】
Ｊａｃｋｓｏｎ他への米国特許第５，９１３，２６８号明細書は、特に媒体上の印刷の目的のために、処理装置のローラ間でシート状紙媒体を優美に搬送および転送するために交番する真空およびエア・クッション動作を利用する空気圧ローラについて述べている。
【００３１】
関連応用例分野におけるこれらの貢献にもかかわらず、高精度の機械ステージを設計するための主な手法は一枚岩花崗岩手法に留まっている。この普及した手法は知的所有権下にはなく、シリコン・ウェハ集積回路ならびにＴＦＴ／ＬＣＤパネルが堆積されたガラス板の双方のための検査／修理システムの数多くの製造業者によって共有されている。
【特許文献１】米国特許第６，３６７，６０９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２２３，８８０号明細書
【特許文献３】米国特許第４，７３０，５２６号明細書
【特許文献４】米国特許第６，１４５，６４８号明細書
【特許文献５】米国特許第６，４８６，９２７号明細書
【特許文献６】米国特許第５，３７４，０２１号明細書
【特許文献７】米国特許第５，１４１，２１２号明細書
【特許文献８】米国特許第５，７９７，３１７号明細書
【特許文献９】米国特許第５，０５６，７６５号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，４４２，３６９号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，０１６，３６３号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，９１３，２６８号明細書
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明の実施態様によれば、試験または修理プラットフォームにおいて、支持される媒体プレートのサイズを大きくすることができる一方、精密フレームと基準表面を提供しながら、一枚岩花崗岩ベース・プレートとガントリのサイズを縮小させることができる。この目的のために、各々が任意の異なる精密要件を備える部分に媒体搬送主軸（Ｙ軸）が区分される軸方向分割設計が使用される。本発明は、媒体をローディング、位置合わせ、処理、アンローディングするためにシステムが必要とする総時間として定義されるシステム検査所要工程時間を短縮することができる。（所要工程時間は、インラインの動作における各媒体サンプル間に必要とされる総時間としても解釈することができる。説明したように、所要工程時間の短縮はパイプライン原理を利用して達成される。）
【００３３】
本発明の目的は、より高世代（より大型の）媒体プレートへの一枚岩花崗岩ベース・プレート手法の直接的な倍率変更のサイズの限界と費用を克服することである。本発明は、結果として得られる倍率変更可能な、相補的ハードウエア／ソフトウエアと組み合わされたモジュラ機械ステージが高性能検査／修理の応用例の要件を満たすように、一枚岩花崗岩ベースのない倍率変更に伴う精度の関連損失に対処することも目的とする。本発明の他の目的は、媒体の増大するサイズに検査／修理システムを適合させ、それによって、業界の精度要件を満たす平板柔軟媒体の搬送、位置決め、および、拘束のための高性能検査／修理システムを提供することである。本発明は添付の図面と関連して以下の詳細な説明において詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図４Ａを基準すると、本発明によるシステム１０は典型的に３つの区画すなわち部分４１０、４１２、４１４を有し、その中に、より小さいサイズの中央ウエブ区画４１２が区画に対する最高の機械精度要件を満たすように設計されている。上部ウエブステージ区画４１０と下部ウエブステージ区画４１４は、精密中央ウエブ区画４１２の中へ／の外へ平板媒体４３２を支持し、搬送する一方、中央ウエブ区画の精密動作との干渉を最小に抑えるように設計されている。上部ウエブ、中央ウエブ、下部ウエブ部分４１０、４１２、１４の組み合わせによって提供される、エア・クッションすなわち気体軸受に基づく平板柔軟媒体支持機構は、搬送および試験／修理の間に媒体を固定する硬い真空チャックに対する必要性を回避する。中央ウエブ部分４１２のみが一枚岩の花崗岩ベース・プレート４２２と付属のガントリ４１６を組み込んでおり、必要な花崗岩ブロックのサイズと重量の劇的な削減をもたらしている。この中央ウエブ部分は、撮像モジュール４１８と４２０などの重要な検査／修理コンポーネントの全てをまとめて保持し、適切に整列させている。また、これは、表面４２２上での検査／修理の間、処理される媒体のＺ軸位置を精密に制御することもできる。この部分は、以下に説明するように、考えられる応用例のモードによって２つの代替の形態を有することができる。
【００３５】
上部ウエブと下部ウエブ部分４１０、４１４は、比較的低精度のエア・クッション４２４、４３０を組み込み、媒体上での精密なＺ軸制御は行わない。代わりに、これらは、精密中央ウエブ部分４１２への移動を支援するため、および、エア・テーブルの許容誤差を緩和するために、比較的大きな空気の隙間を使用して媒体４３２を浮上させる。これらのステージによって使用される空気の隙間の典型的な厚さは５０〜１００μｍである。上部ウエブと下部ウエブ部分４１０、４１４は、Ｙ軸に沿ってガラスを移動させるために、真空コンタクト４２６、４２８も組み込んでいる。真空コンタクトは、Ｚ軸の周りに対する高度なねじれ剛性を有する。これらの大き過ぎる上部ウエブステージと下部ウエブステージの部分、および、それらの精密中央ウエブ部分との境界面は、動作のパイプライン・モードも組み込み、その際、コンタクトは独立だが協力して動作する。これにより、前の媒体の検査がまだ進行中に、新しい媒体をシステム上にローディングし、検査のために準備することができる。さらに、新しい媒体の検査が既に開始された後に、前に検査された媒体をアンローディングすることもできる。
【００３６】
本発明の貢献は、大型平板柔軟媒体、例えば第５世代、および、より大きいＴＦＴ／ＬＣＤガラス板のための検査／修理システムを支持するために必要な一枚岩精密花崗岩ベース・プレートのサイズの劇的な削減である。このようなシステムはＴＦＴ／ＬＣＤパネルの製造で使用される特定の応用例分野、すなわち、シート上に堆積された材料を備える（しばしばガラスの）媒体シートの自動光学または電気光学検査／修理、または、ただの媒体シートの単純な自動光学検査において特に有用である。
【００３７】
過去、設計者たちは、均一な精度と正確さは試験サンプル／装置の表面上の全ての点で必要であるという仮定を次第に取り除いていった。対照的に、本発明は、装置の精度の空間的広がりを制限することによって、検査／修理システムの費用／サイズ（および、したがって、実行可能性）を制御することができることを実証する。言い換えれば、様々なモードの精度が真に必要である領域において装置の機械的精度を慎重に制御することによって、必要な精度が、伝統的な装置よりはるかに軽く、費用のかからない装置によって達成できる。
【００３８】
図４Ａ、４Ｂを基準すると、装置の実施形態の全体的構造が示されている。本発明の１つの特徴は、上記に特定したように、動き方向の一つであるＹ軸が３つの部分４１０、４１２、４１４に区分されていることである。異なる精度要件はこれらの３つの部分に課される。特に、上部ウエブ部分４１０と下部ウエブ部分４１４は、Ｚ軸上の位置ならびにＸ軸とＹ軸の回転位置合わせに対してかなり緩和された許容誤差で検査される媒体４３２を支持するように設計される。これらの部分は、媒体に接触し、媒体を検査領域４１２の内へ／外へ搬送することに責任を負う一方、検査工程の間、それを移動させることにも責任を負う。その一方、中央ウエブ部分４１２は、精密機械加工された検査表面４２２を形成している精密機械加工された一枚岩花崗岩ベース・プレートを含む。撮像モジュール４１８と４２０を保持するガントリ４１６も通常花崗岩で作られるが、高剛性セラミック材料で製造することもできる。この中央ウエブ部分４１２は可能な最高の精度に設計され、全ての重要なコンポーネントの安定な整列、ならびに、検査／修理モジュールのための平坦基準表面の提供を容易にする。したがって、複数の低および高解像度撮像モジュール間、および、これらのモジュールと検査表面との間の整列と較正を高精度で維持することができる。この精密花崗岩中央ウエブ部分は、検査機器の占有面積および検査／修理されている媒体の面積の双方よりはるかに小さい。
【００３９】
この設計の目的のために、検査／修理される媒体の特性は、その平板媒体が媒体の平面（Ｘ−Ｙ平面）内で高度な剛性を有する一方、媒体の平面に垂直な方向（Ｚ軸）には柔軟性を有するようになることが仮定される。したがって、媒体は実質的に平面である一方、Ｚ軸においては柔軟でもあることを特徴とする。これは、興味深い主要応用例分野に対して有効である仮定である。媒体の平面内での媒体の剛性は、比較的小さな領域での接触で媒体に接触し、媒体を移動させることを可能にする。同時に、垂直軸での柔軟性は、中央ウエブ部分における高精度Ｚ軸位置を精密に制御するために使用され、低精密上部ウエブと下部ウエブ部分において行われる位置制御からこの位置制御を隔離する。媒体は、上部ウエブと中央ウエブ部分との間、および、中央ウエブと下部ウエブ部分との間の移転ゾーンにおいてＺ軸方向での曲げが自由であり、したがって、精密ゾーンの外の条件に対して精密ゾーンの中の媒体のＺ軸での挙動の感度が劇的に低減する。部分間の媒体移転および空気の隙間の相対的厚さの垂直断面の概略を図４Ｃに示す。
【００４０】
本発明の実施形態において、加圧ガス（典型的に空気）と真空が、検査や修理の間、媒体を支持、移動、拘束するためにステージの動作を介して使用される。いくつかの実施形態において、エア・クッションすなわち気体軸受が単独で媒体を支持する。これらの実施形態においては物質的存在は必要ない。異なる手法は、装置の異なる部分に使用され、これらの部分に望まれる正確さにおける前述の選択的な差に合わせられる。
【００４１】
図５Ａは、本発明の実施形態の精密中央ウエブ部分５１４を取り囲む低精度上部ウエブ５１０と下部ウエブ５１２のエア・テーブルのさらに詳細な図を示す。これらの上部ウエブと下部ウエブ・エア・テーブル上では取り扱われている媒体に対する厳しい平坦性許容誤差はない。これらのエア・テーブルの目的は、ガラスが２つの真空コンタクトによって動かすることができ、装置の上部ウエブ部分から中央ウエブ部分へ、および、中央ウエブ部分から下部ウエブ部分への安全な移転を可能にするために十分な媒体の上昇（空気の隙間）を維持するようにガラスを支持することである。加圧空気は、媒体を機械構造の上方の所定かつ安全な上昇位置に浮上させるために、エア・テーブルのＸ軸上の範囲に沿って設置された金属ビーム５１６に位置する空気ノズルの均一なアレイの外にポンプで送られる。この実施形態において、エア・テーブルに必要な低減された精度は、エア・テーブルのＸ軸上の範囲に沿って設置された金属ビーム５１６に真空を供給する必要性を回避する。代案となる実施形態は、真空または他の代替技術の使用を必要に応じて組み込むことができる。いくつかの実施形態において、ビーム５１６はＸ軸上の範囲に沿って均一に設置される。大きな（５０から１００μｍ）空気の隙間は、低精度エア・テーブルと精密中央ウエブ部分との間の滑らかな移転を可能にし、支持フレーム構造のための許容誤差要件を低減する。本発明の恩恵は、エア・テーブル部分において、浮上している媒体のＺ軸位置を精密に拘束する必要がないことである。しかし、いかなる特定の時点においても、上部ウエブと下部ウエブ部分のいずれかの１つの真空コンタクトが、Ｙ軸方向において媒体を移動させるために、媒体の平面（Ｘ−Ｙ平面）内で媒体に接触することができる。
【００４２】
アセンブリの精密中央ウエブ部分５１４は、検査または修理の間、Ｚ軸に沿った媒体の位置の精密な制御に対処する設計を特徴とする。本発明は、２つの緊密に関連した装置の応用例、すなわち、媒体が一定して移動するもの（例えば、自動光学検査）、および、媒体が停止と移動の形で移動するもの（例えば、電圧撮像検査またはアレイ修理）に合わせた２つのモードの動作を含む。動作のモードによっては、これが、同時、または、制御された真空／エア・クッションのシーケンスのいずれかでの加圧空気および真空の双方の使用を含む。
【００４３】
図５Ａを再び基準すると、精密中央ウエブ部分の搬送と拘束のサブ・アセンブリが、媒体が移動中に検査される応用例のために特に設計された実施形態が示される。媒体は前後走査移動を使用して移動させられることが多いので、撮像チャンネルの下に複数の経路を作成るとき、移動が必ずしも一方向でなくともよいことに注意されたい。この動作モードの場合、精密機械加工された真空予備負荷エア・クッション・アセンブリが、一枚岩の花崗岩ベース・プレートによって提供される基準表面５２０上に取り付けられる。１つの実施形態において、製造の便宜のために、このアセンブリは、均一に分布した真空ノズル５２２を組み込んだ多孔性媒体から形成されるパッド５１８のアレイを含む。多孔性セラミック、発泡金属、多孔性ガラス、合成多孔性材料などを含み、これらに限定されない、厳しい許容誤差で機械加工することができる様々な多孔性材料が、この実施形態における使用に適する。１つの実施形態において、真空ノズルまたはポートは、多孔性媒体内に連結孔を機械加工することによって多孔性媒体内に組み込まれる。多孔性媒体内の孔はエポキシで満たされ、それによって、連絡孔に隣接する多孔性媒体を密封する。スリーブを付けられた連絡孔は、その後、より小さな直径のドリル刃を使用して硬化したエポキシに孔を再度穿つことによって作成される。多孔性媒体から密封されたこれらのポートを設ける追加の手段は、当業者には明らかであろう。特定の実施形態において、真空は、花崗岩ベースを越えて延長する溝の手段によって真空ノズルまたはポートに導入される。溝は配管の複雑さを低減し、全ての真空ポートに対する陰圧（真空）を均等化する空気溜めとしても機能する。この実施形態において、パッド内の真空ノズルの分布ならびに真空／加圧空気の気体圧力の調節は、エア・クッションの均一性を最適化し、所望の厚さのエア・クッションを得るために使用される。
【００４４】
使用される多孔性媒体の性質のために、加圧空気はパッドの表面全体にわたって均等に分散され、したがって、大型平板媒体にかかる揚力が実際に制御される一方で加圧空気の使用を最小に抑える空間的に均一なエア・クッションを発生する手段を提供する。空気が基準表面５２０の上方に大型平板媒体を浮上させながら多孔性媒体のパッドの頂部を介して排出するので、多孔性媒体パッドに組み込まれた真空ノズルは、大型平板媒体を基準表面５２０に向けて同時に引き付けるための真空予備負荷を発生させる。この構成配置によって、２０から５０μｍ±２．５μｍの空気の隙間が達成可能である。加圧空気は加圧空気チューブ配管を介して供給される一方、真空は連動する真空チューブ配管の手段によって加えられる。エア・クッションと真空予備負荷の組み合わされた効果はＺ軸における媒体の位置に対して精密な制御を与える一方、媒体の平面（Ｘ−Ｙ平面）内では媒体にいかなる力または移動も加えない。
【００４５】
いくつかの実施形態において、多孔性媒体パッド５１８は互いに対して位置合わせされている。図５Ａに示す実施形態において、精密中央ウエブ部分５１４のいずれかの側面上に位置する多孔性パッドの２つのアレイは、ガントリの向い合う側面に位置する撮像サブ・システムの動作を支援するために、平板媒体の位置を拘束する。この特定の実施形態には２つの撮像サブ・システム、すなわち欠陥検出サブ・システム（ＤＤＳ）と欠陥確認サブ・システム（ＤＲＳ）があり、したがって、２つのパッド・アレイが使用される。他の実施形態においては、基準表面５２０に取り付けられる単一のパッドを含めて、他のパッド配置構成を使用することができる。
【００４６】
取り扱われている媒体の底部から真空によって予備負荷を加えることは必要ない。代わりに、予備負荷は頂部からの静的または動的な圧力（例えば、空気の圧力）を加えることによって供給してもよい。
【００４７】
精密中央ウエブ部分の搬送および拘束サブ・アセンブリの他の実施形態は、媒体が、検査または修理のいずれかの間、停止と移動の動きをする応用例に対して特に設計される。この実施形態を図５Ｂに示す。再び、この動きが必ずしも単一方向性でなくてよいことに注意されたい。なぜなら、媒体はしばしば前後走査移動で移動させられ、撮像チャンネルまたは修理用機器の下で複数の経路を作るからである。アセンブリは、花崗岩ベース・プレートによって提供される基準表面５１４上に取り付けられる厳密なチャック５２４から構成される。この動作のモードにおいて、媒体はエア・クッション上に浮上させられ、所望の位置に搬送されるか、または、検査／修理工程中、厳密なチャック表面上に真空によって固定される。平板媒体の浮上は厳密なチャックの上部表面に位置する複数のオリフィスを介した加圧気体の放出を介して達成される。真空は分配溝５２６と連絡する厳密なチャック内に存在する孔を使用する吸引圧の発生によって供給される。
【００４８】
媒体が新しい位置に移動している間はエア・クッション・モードが使用され、媒体が処理のために停止された時は真空チャック・モードが使用される。それに従って、エア・クッション・アセンブリは、平板媒体が所望の位置に搬送される間、それを浮上させるために使用されるエア・クッション、または、検査または修理中の平板媒体を固定するために使用される真空のいずれかを要求に応じて供給することが可能となる。厳密なチャック５２４内に形成された分配溝５２６はエア・クッションと真空動作の双方のためのオリフィスを提供するように機能する。
【００４９】
本発明の実施形態は、ステージの上部ウエブと下部ウエブ部分内に組み込まれた２つの真空コンタクト・アセンブリ（部分当り１つの真空コンタクト）から構成され、これらのウエブ部分のＸ軸の範囲の中央に特に設置される。エア・テーブルの１つのための真空コンタクト・アセンブリを図６Ａ、６Ｂに示す。図６Ａ、６Ｂに示す実施形態において、他のエア・テーブルのための真空コンタクト・アセンブリは同一であり、他のエア・テーブル内に対称的に設置される。真空コンタクト６１０は案内ビーム６１２に取り付けられ、Ｙ軸上をビームに沿って移動する。コンタクトの支持と線形移動は磁気的に予備取り付けられた気体軸受６１４、線形サーボ・モータ６１６、連動する直線エンコーダによって達成される。一端において、誘導ビームは精密中央ウエブ部分を形成する花崗岩ベースに精密に取り付けられている。加えて、ビームは溶接された鉄鋼ベース・フレームによってエア・テーブルに沿って連続的または複数の点のいずれかで支持される。ビーム自体は典型的には花崗岩または押出しアルミニウムのいずれかで作られる。ビームがアルミニウムから作られている場合、気体軸受と相互作用するビーム表面は研磨され、固く陽極酸化される。
【００５０】
いくつかの実施形態において、各ステージ上の案内ビームは長さ２メートルを超える。したがって、ビームと支持鉄鋼ベース・フレームとの間の熱膨張差を吸収するために、各ビームの一端はＹ軸方向に浮くことが可能となっている。この目標を達成するために、ビーム支持部は、Ｙ軸方向に柔軟である一方でＸ−Ｚ平面内では硬いことが必要である。
【００５１】
案内ビームの延長された長さのため、Ｘ軸方向の直線性からの多少の逸脱が伴うＺ軸方向における小さな量のたるみがあると予想される。実施形態において、これらの逸脱は取付中にビームを整列させるレーザ整列治具を使用することによって最小に抑えられる。媒体の位置が中央ウエブ部分の上方の測定ゾーン内で精密に制御されるという事実は、検査される媒体の柔軟な性質と組み合わされて、Ｚ軸方向のたるみが、媒体のＺ軸上の位置が精密中央部分内で制御される正確さに有意な影響を及ぼさないことを保証する。
【００５２】
媒体ローディング、媒体検査／修理、媒体アンローディングの各動作のパイプラインによる実行を可能にするために、２つの真空コンタクトが調整された上部ウエブ、下部ウエブの配列内で動作する。このパイプラインによる動作は、ローディング／アンローディングのために必要な時間（ローディング／アンローディング・タスク時間）の一部を検査／修理タスク時間と重複させ、そのため、装置によって必要とされる総時間における節約をもたらす。
【００５３】
パイプライン・モードにおける装置の動作の概略を、パイプラインによる動作中の２つの部分詳細工程を示す図７Ａ、７Ｂに示す。動作は、検査／修理される媒体の表面全体の走査の動作を、連続して行われる複数の走査動作に分割することに基づく。図７Ａを基準すると、第２のコンタクト７１８が、システムのガントリ７２４の下方で検査／修理を受けているパネル７２０を保持している。媒体パネル７２０の第２の半体（右半体）が検査／修理されている間、新しい媒体パネル７２２が上部ウエブ・エア・テーブル７１０上にロードされる。新しい媒体パネル７２２はこすり洗浄され、曲がりを正され（ローディング時間の一部と考えられる）、続いて、第１の真空コンタクト７１６によって接触させられる。続いて、新しい媒体パネル７２２は、その前の媒体パネル７２０の第２の半体の処理が完了される間、待機する。続いて、処理が完了すると、第２のコンタクト７１８が終了した媒体パネル７２０を中央ウエブ部分７１２の外に、かつ、完全に下部ウエブ・エア・テーブル７１４上に移動させる。同時に、第１のコンタクト７１６が新しい媒体パネル７２２を中央ウエブ部分に移動させ、ここで、媒体パネル７２２の第１の半体（左半体）の処理が開始される。新しい媒体パネル７２２の第１の半体の処理と同時に、前のパネル７２０をシステムからアンロードする。
【００５４】
図７Ａ、７Ｂにおいて、装置は対称に示されている。しかし、対称は固有の要件ではない。示す図は、ロボットによるローディングとロボット・アンローディングの共存がシステムへ／から媒体を搬送するための手段である工場用配置構成のためのものである。しかし、装置が下部ウエブ工場コンベヤに直接的に連結される場合、装置の下部ウエブ部分は、媒体がロボットによる摘み上げを待つエア・テーブルの範囲を取り除くことによって短縮することができる。この代案の場合、処理された媒体は、工場のコンベヤ上に即座に転送され、新しい媒体がシステムに持ち込まれる間にシステムを離れる。これは、図４Ａに既に示した装置の実施形態をもたらす。ガラスのこすり洗浄および曲がりの矯正が装置の機能の一部と考えられる実施形態において、テーブルの同様の短縮は上部ウエブ・エア・テーブルのためには行えない。
【００５５】
上述のパイプラインによる動作と関連する下位工程間の時間の重複は、図７Ｃのタイミング図で示す。同図より、連続動作が、
Ｔseq＝Ｔload＋Ｔmove＿in＋Ｔ1＋Ｔ2＋Ｔmove＿out＋Ｔunload  （１）
の所要工程時間を有する一方、パイプラインによる動作は、
Ｔpipe＝Ｔmove＿in＋Ｔ1＋Ｔ2                              （２）
の短縮された所要工程時間を有することが分かるであろう。
【００５６】
図７Ｃは、パイプラインによる動作の実施形態において、一旦パイプラインが満たされ、媒体がステージへ／の外へ流れれば、パネルをローディングさせ、アンローディングさせ、処理ゾーンの外に移動させる（以下、「排出」）ために必要な時間が所要工程時間から排除されることを示す。
【００５７】
所要工程時間はこのタイプの装置の顧客にとって非常に重要なものである。システムの処理量を向上させること、システムの利用度を最大値近くに維持することは、装置に大きな価値を加える。パイプラインによる動作は、インライン動作モードにおいて処理ゾーンの利用度が１００％近くに維持されることを確実にする。
【００５８】
検査されている媒体（例えば、ガラス・パネル）の厚さの変化が３０μｍに達することがあり、精密中央ウエブ部分の±２．５μｍの制御された空気の隙間の厚さ（真空予備負荷がかかったエア・クッション）の変化を越える。加えて、これらの変化は、高解像度欠陥確認撮像チャンネルの±１μｍの被写界深度を越えている。しかし、厚さ変化（変動）の割合は典型的に４０ｍｍにわたって１０μｍ未満である。これらの空間的な低頻度の厚さ変化を補償するために、１つの実施形態において、チャンネルを焦点の合った状態に維持するために、高速トラッキング自動焦点ハードウエアがステージの高解像度欠陥確認用機器に組み込まれる。さらに、ＡＯＩの応用例では、ステージの動きが画像獲得のためには停止されないため、動きを凍結するためにストロボ発光が使用され、これらの高解像度面走査撮像チャンネルからボケのない画像を獲得する。
【００５９】
既に述べたように、従来のステージのために使用される設計の欠点は、ステージ全体の一枚岩という性質であった。したがって、本発明の実施形態はサイズが大幅に縮小された一枚岩花崗岩精密ブロックを特徴とする。さらに、この実施形態において、ステージの主要構成ブロック、すなわち、精密中央ウエブ部分とその両側の低精度の上部ウエブ・エア・テーブルと下部ウエブ・エア・テーブルは、別個に搬送され、出荷される。さらに詳細には、ステージの設計は、工場で組み立てられ、予備位置合わせされるモジュラ・サブ・ブロックを含む。続いて、モジュラ・サブ・ブロックは分解され、顧客の現場に分解された形で輸送される。納品の際に、モジュラ・サブ・ブロックは顧客の工場で装置の最終的な配置構成に再組み立てされる。
【００６０】
図８は個別のステージ構成部分を含む、本発明実施形態のモジュラ設計の概略を示す。設計は以下の分離可能な構成部分を含む。
【００６１】
・上部ウエブ８１０、中央ウエブ８１２、下部ウエブ８１４のための３つの溶接された鉄鋼ベース・フレーム
【００６２】
・花崗岩ベース８１６を備えるガントリ・サブ・アセンブリ
【００６３】
・真空コンタクトを備える２つのＹ軸線形サーボ・モータ・アセンブリ（上部ウエブ８１８と下部ウエブ８２０）
【００６４】
・２つのエア・テーブル（上部ウエブ８２２、下部ウエブ８２４）。下部ウエブ・エア・テーブルのサイズは工場のレイアウトと動作のモード（ロボットによるローディング／アンローディング対インライン動作）によって決定される。
【００６５】
溶接された鉄鋼ベース・フレームは、システムの構成部分の全てのためのしっかりした取付ベースとなっている。それらは、Ｚ軸方向へ配分された負荷を確実に移送すように、ならびに、Ｘ−Ｙ平面内のせん断力に抵抗するように（せん断力は装置の機器の移動によって導入される）、設計される。しかし、ベース・フレームは、局所化された力（例えば、１つの角でフレームを引き上げること）による変形に抵抗するようには設計されていない。鉄鋼ベース・フレームは、それらが装着される基礎とともにそれらの必要な剛性を達成する。フレームは慎重に水平を出す必要があり、全ての取付用脚部と基礎との堅固な接触を確実にするように配慮する必要がある。取付用脚部には、高い周波数（＞１５Ｈｚ）の振動を除くように設計された受動ポリマ・ダンパが装備される。ダンパは２つの形、すなわち、基礎を介して伝えられる衝撃と振動からシステムを保護するため、ならびに、システムによって導入される振動から基礎を保護するために機能する。鉄鋼ベース・フレームは大型（少なくとも２．０×４．０×０．５ｍ）であってよくても、これらは航空機での輸送には十分軽い。システムの輸送をさらに容易にするために、フレームは３つの別個のサブ・アセンブリ、すなわち、ガントリ・アセンブリのためのベースと、エア・テーブルのための２つのベースとに分割できる。サブ・アセンブリは別個に梱包し、システムの据え付け場所で組み合わせることができる。
【００６６】
ガントリのサブ・アセンブリは花崗岩ベース、光学的機器を備える花崗岩ガントリ、線形サーボ・モータ、Ｘ軸に沿って機器を移動させる直線エンコーダを含む。図５Ａに示す本発明による実施形態において、精密表面は真空予備負荷のかかったエア・チャックによって形成される。図５Ｂに示す実施形態において、精密表面は交番するエア・クッション／真空チャックによって形成される。システムの精密構成部分は、低精度エア・テーブルに比較して高精度に設計されたガントリ・サブ・アセンブリの周囲に位置する。花崗岩のベースとガントリはステージ・システム全体の組み立てのための基準として機能する。その頂部表面はＹ軸ガイドおよび線形モータを搭載するための精密基準表面となっている。前面および背面の表面には上部ウエブと下部ウエブ・エア・テーブルの精密な位置決めを可能にする特別の取付ハードウエアが装備される。作動される媒体の質量が厳密なチャックの質量よりはるかに小さいため、ガントリ・アセンブリは従来のステージの設計のそれらより大幅に軽くすることができる。しかし、ガントリ・アセンブリは、ガントリに据え付けられる機器より典型的に少なくとも１桁重い。これは、機器の加速および／または減速によって発生される反力を相殺し、放散させるために役立つ。
【００６７】
ステージの残りの構成部分は、既に詳細に説明した上部ウエブと下部ウエブのエア・テーブル、連動するＹ軸線形サーボ・モータ・アセンブリである。
【００６８】
このモジュラ設計は従来の設計に対して少なくとも２つの重要な利点を提供する。第一に、これはステージの取り扱いおよび搬送において大きな費用上の恩恵を提供する。第二に、これは応用例の分野における緊密に関連したタスクを行うために容易に適合される。例えば、異なる撮像技術によるＴＦＴ／ＬＣＤの検査というタスク、ならびに、ＴＦＴ／ＬＣＤの修理というタスクは比較的容易に適応される。
【００６９】
本発明は特定の実施形態に関して説明した。他の実施形態は当業者に明らかであろう。したがって、本発明は開示によって限定されるとは考えるべきでなく、従属の特許請求の範囲によって規定されるように限定されると考えるのみであるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ＬＣＤパネルに共通の欠陥の概略図である。
【図２】三次元空間における６つの自由度を説明する図である。
【図３Ａ】大面積平板媒体のための簡略検査システムの上面図である。
【図３Ｂ】大面積平板媒体のための簡略検査システムの側面図である。
【図４Ａ】本発明による第１の実施形態の斜視図である。
【図４Ｂ】本発明による第１の実施形態の上面図である。
【図４Ｃ】図４Ａのデバイスの側断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態によるデバイスの中央部分の詳細な図である。
【図５Ｂ】本発明の他の実施形態によるデバイスの中央部分の詳細な図である。
【図６Ａ】本発明による搬送要素の斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａの搬送要素の近接図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態による第１の位置における搬送を説明する装置上面図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態による第２の位置における搬送を説明する装置上面図である。
【図７Ｃ】本発明の実施形態による搬送のための動作のパイプライン・モードを説明する装置のタイムラインであり、本発明によるシステムをプログラムする際の指示のためのフローチャートとして機能するものである。
【図８】本発明の実施形態において特徴となるモジュラ設計を説明する図である。
【符号の説明】
【００７１】
３１０  高解像度撮像システム、３１２  低解像度撮像システム、３１６  ガントリ、３１８、４３２  媒体、３２０、５２０  精密（基準）表面、３２２  走査移動、４１０、４１２、４１２ａ、４１４、５１０、５１４、８１０、８１２、８１４  部分、４１６、７２４  ガントリ、４１８、４２０  撮像モジュール、４２２、８１６  ベース・プレート、４２４、４３０  エア・クッション、４２６、４２８  真空コンタクト、５１６、６１２  金属ビーム、５２２  真空ノズル、５２４  チャック
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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