(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板搬送部に設置された基板を浮上させる基板浮上機構と、前記基板を搬送する基板搬送機構と、前記基板浮上機構表面の高さを調整する高さ調整機構とを具備する基板搬送装置であって、
前記基板浮上機構の前記基板と対向する面は、多孔質体で構成された通気孔と、前記面の全域に複数の穴として形成された吸気穴を具備し、
前記高さ調整機構は、前記浮上機構を支持する可動プレートと、前記可動プレートの下に設置された固定プレートと、前記２枚のプレートに形成された同軸上で相異なるピッチを有するネジ部に螺合し、前記２枚のプレートのクリアランスを調節する調節ネジと、前記クリアランスに挟み込まれているシール材とを具備することを特徴とする基板搬送装置。
【請求項２】
前記可動プレート及び前記固定プレートは前記基板浮上機構の吸気穴から空気を排出するための通気穴を具備することを特徴とする請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項３】
前記シール材は、前記通気穴の同軸上に設けられたリング状の弾性材であることを特徴とする請求項２記載の基板搬送装置。
【請求項４】
前記可動プレート及び前記固定プレートは前記基板浮上機構の通気孔に空気の供給するための通気穴を具備することを特徴とする請求項２ないし３記載の基板搬送装置。
【請求項５】
請求項１ないし４に記載の基板搬送装置と、該基板搬送装置の基板搬送部に設置された基板を撮像するためのカメラとを有することを特徴とする基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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のフラットパネルディスプレイ用の基板の欠陥検査を行う基板検査装置に関するものであり、特に大型基板を振動等による上下変動無く安定して搬送するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、従来はローラを用いたコンベアによ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。
【０００３】
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わり、基板前面をエアによって浮上させ非接触に搬送する技術が用いられている（特許文献１、２）。
【０００４】
また、フラットパネルディスプレイ、例えばカラーフィルタ等では、製造工程において欠陥等の検査が行われているが、近年、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。
【０００５】
しかしながら、分解能が５μｍ以下の検査起用カメラは焦点深度が浅くまた、被写界深度も狭く、検査として撮像するためには、基板を被写界深度から外れないように安定して搬送することが求められる。ローラによる基板搬送では接触搬送によりローラ自体の凹凸や設置状況等で、基盤の搬送中の上下方向の変動が大きく、高分解能の検査用カメラの被写界深度から外れてしまう問題がある。
【０００６】
そこで、前述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。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か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被写界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３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、浮上の上下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。この技術により、基板の高精度浮上のものに関しては、搬送時の浮上むらが１０μｍまで抑えられるようになり、安定した基盤搬送ができるようになった。
【０００７】
このような基板浮上機構は小型であるため、大型の基板の安定した搬送を行うには、基板浮上機構を多量に用いなければならず、また、検査用のカメラの被写界深度から外れないように基板浮上機構の高さを精密に並べなければならず、基板浮上機構を装置に組み付ける場合、ベースとなるプレートと基板浮上機構間にシム等を挟み高さを調整するか、あるいは、ベースとなるプレートの表面を精密に研磨する、例えば、基板の浮上量を２５μｍとすると、ベースとなるプレートの表面を１０μｍ程度に研磨し、その上に複数の基板浮上機構を設置するという方法が用いられてきた。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２７９３３５号公報
【特許文献２】特開２００６−２５８６３２号公報
【特許文献３】特開２００８−７３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の調整方法ではシムを基板浮上機構とベースプレート間に挟み高さを調整する場合、高さを調整する都度プレートから取り外さなければならず多量の基板浮上機構を組み付ける場合組み付け工数の増加といった問題がでてくる。また、ベースとなるプレートを研磨する場合においては、精密に研磨する加工費用を含め装置全体の価格が高くなるという問題がある。
【００１０】
そこで、本考案は係る事実を考慮し、前記のシムを用いた調整方法や精密な研磨を行うのではなく、基板浮上機構の組み付け工数を減らし、また、精密な加工を含めた装置全体の価格を削減することができる基板浮上機構の取り付けおよび高さ調整機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１によれば、板搬送部に設置された基板を浮上させる基板浮上機構と、前記基板を搬送する基板搬送機構と、前記基板浮上機構表面の高さを調整する高さ調整機構とを具備する基板搬送装置であって、
前記基板浮上機構の前記基板と対向する面は、多孔質体で構成された通気孔と、前記面の全域に複数の穴として形成された吸気穴を具備し、
前記高さ調整機構は、前記浮上機構を支持する可動プレートと、前記可動プレートの下に設置された固定プレートと、前記２枚のプレートに形成された同軸上で相異なるピッチを有するネジ部に螺合し、前記２枚のプレートのクリアランスを調節する調節ネジと、前記クリアランスに挟み込まれているシール材とを具備することを特徴とする基板搬送装置である。
【００１３】
請求項２によれば、前記可動プレート及び前記固定プレートは前記基板浮上機構の吸気穴から空気を排出するための通気穴を具備することを特徴とする請求項１記載の基板搬送装置である。
【００１４】
請求項３によれば、前記シール材は、前記通気穴の同軸上に設けられたリング状の弾性材であることを特徴とする請求項２記載の基板搬送装置である。
【００１５】
請求項４によれば、前記可動プレート及び前記固定プレートは前記基板浮上機構の通気孔に空気の供給するための通気穴を具備することを特徴とする請求項２ないし３記載の基板搬送装置である。
【００１６】
請求項５によれば、請求項１ないし４に記載の基板搬送装置と、該基板搬送装置の基板搬送部に設置された基板を撮像するためのカメラとを有することを特徴とする基板検査装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本考案では上記構成とすることで、基板浮上機構の組み付け工数の削減、また基板浮上機構を個別に取り付けることでメンテナンス性の向上、取り付けするベースプレートと独立して精密に高さ調整を行うことでベースプレートを精密研磨する加工費用を含め、装置全体の価格の削減を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は基板の検査装置に適用した本発明の基板搬送装置の構成図である。本発明に係る基板搬送装置１は、空気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基盤浮上機構３と、前記基板浮上機構３の高さを個別に調整する高さ位置調整機構４と、前記基板浮上機構３の一側面からはみ出した前記基板２の片端部を固定保持する基板把持機構５と前記基板浮上機構３の一側面と隣接して設けられ、前記基板把持機構５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６と、前記基板浮上機構３へ空気の供給および前記基板浮上機構３からの空気の吸引を行う浮上制御部Ａと、前記基板２の表面検査を行う検査部Ｂを備える。
【００１９】
次に前記基板浮上機構３について図２を用いて説明する。なお、図２は前記基板浮上機構３の断面模式図であり理解を容易にするために基板２の厚みおよび浮上量を誇張している。
【００２０】
本発明の基板搬送装置１における前記基板浮上機構３は矩形状の中空構造体であり、基板２と対向する表面３ａは無数の微細な孔の開いた板状の物質、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。この表面３ａは内部の中空空間１０に接続されている配管１０ｐを通じて圧縮空気を加えることによって、表面３ａの全域に均一な上向きの空気流１３を形成することができる。この上向きの空気流１３によって基板２をわずかに浮上させることが可能となる。
【００２１】
また前記基板浮上機構３において表面３ａには、１０〜５０ｍｍ程度の範囲で等間隔あるいは不規則な間隔で直径０．５〜２ｍｍ程度の吸引穴９が全域に設けられている。この吸引穴９は基板浮上機構３の内部に設けられている前記中空空間１０とは導通しておらず、別に設けられた中空空間１１と接続されており、配管１１ｖを通じて中空空間１１の内圧を下げることで前記吸引穴９から空気を吸い込む事が可能となる。
【００２２】
そして、前記表面３ａ全域から空気を吹き出すと同時に、前記吸引穴９からも空気の吸引を行うことにより、前記基板２の浮上量を高い精度で維持することができる。
【００２３】
本発明の基板搬送装置１における前記基板把持機構５は図１に示すように、少なくとも２つのブロック状の部材をエアアクチュエータ等により基板２に対し垂直方向に稼動させて基板２を挟持固定する、もしくはブロック状の部材に埋めこまれた吸着パッドによって基板を吸着固定する把持部７を２つ以上備えている。前記基板把持機構５は前記基板搬送機構６の稼動部分であるベースプレート８に固定されている。
【００２４】
本発明の基板搬送装置１における基板搬送機構６は、図１に示すように、基板浮上機構３の一側面と隣接して設けられ、基板搬送方向Ｘに沿って基板２をムラ無く一定速度で搬送する一軸の搬送機構である。例えば、サーボモータとボールネジの組み合わせに比べ速度変動の小さなリニアモータとリニアガイドの組み合わせが適している。しかしながら、今後検査の要求精度が上がり超高分解能の検査機等に本搬送機構を適用させる場合などはコアレスタイプのリニアモータにエア浮上ガイド等を組み合わせていくことも考えられる。
【００２５】
本発明の基板搬送装置１における前記浮上制御部Ａは図１に示すように、基板浮上機構３の中へ圧縮空気を供給する圧空経路２５と、基板浮上機構３から空気を吸引排気する排気経路２６を備える。なお図１において前記浮上制御部Ａは説明上基板搬送装置１の機側空間に配置されているが、特に配置位置に制限はない。実際には、例えば基板搬送装置の下、もしくは別体の筐体に収めることができる。
【００２６】
また前記圧空経路２５の上流側には供給圧力を調整する圧力調整弁２３と配管を分岐して基板浮上機構３に圧空を分配供給するマニホールド２４を備える。また、前記排気経路２６は上流側に空気吸引の動力源となるブロアーポンプ２１と吸引流量を調整するボールバルブ２２が具備されている。さらに、前記排気経路２６にはボールバルブ２２と前記基板浮上機構との間にある容積を持ったチャンバー２９を設けることにより前記基板浮上機構内の圧力変動を小さくしている。供給圧力および吸引流量を調整することにより、前記基板浮上機構３上の基板の浮上精度を高めることができる。
【００２７】
本発明の基板搬送装置１における前記検査部Ｂは図１に示すように、基板搬送機構６、基板浮上機構３を搬送方向Ｘに垂直な幅方向に跨ぐように設置された梁状部材４０によって基板浮上機構３の上面より所定の高さ位置に設置され、基板２の上面を撮像するカメラ装置４１と基板浮上機構３の上面よりも下方に前記カメラ装置４１の導光方向に光を照射する光源４２を備える。また、カメラ装置４１は基板搬送面に垂直な方向の位置調整および搬送方向Ｘと平行な回転軸回りの角度調整自在なアライメントステージ４３を介して梁状部材４０に固定されている。
【００２８】
次に、前記高さ位置調整機構４について図３および図４を用いて説明する。
【００２９】
まず本発明の基板搬送装置１における前記基板浮上機構３は、その表面３ａに前記中空空間１０および前記中空空間１１とは導通していない少なくとも２個以上の貫通座グリ穴５２を具備し、当該貫通座グリ穴５２を通して取り付けネジ５３によって可動プレート５１の雌ネジ部５１ａに固定されている。可動プレートは基板浮上機構を支持し、また当該可動プレートの高さを制御することで基板搬送装置の高さ制御を可能とするものである。前記可動プレート５１には圧空経路２５から前記基板浮上機構３内の中空空間１０に圧縮空気を供給するための配管継手５４を取り付けるテーパネジ部５１ｂおよび基板浮上機構３内の中空空間１１とチャンバー２９間の空気を通すために通気穴５１ｃが設けられている。また、前記可動プレート５１には前記基板浮上機構３の上面の高さを調整するためにネジ部５１ｄが設けられている。ここでは、一例として前記ネジ部を３つ備えた三点支持によって基板浮上機構３の高さおよび平面度を調整する。
【００３０】
高さ位置調整機構４において、固定プレート５０には前記可動プレート５１の高さ調整用ネジ部５１ｄと同軸上に前記ネジ部５１ｄと異なるピッチのネジ部５０ｄが設けられ、圧空経路２５から前記基板浮上機構３内の中空空間１０に圧縮空気を供給するための配管継手５４を通す穴５０ｂおよび基板浮上機構３内の中空空間１１とチャンバー２９間の空気を通すための通気穴５０ｃが設けられ、固定プレート５０を基板搬送装置１あるいはチャンバー２９に取り付けるための図示しない穴が設けられている。
【００３１】
前記高さ位置調整機構４において、前記可動プレート５１のネジ部５１ｄと前記固定プレート５０のネジ部５０ｄとに螺合する雄ネジ部を持つ調整ネジ５６が設けられている。ここで、前記可動プレート５１と前記固定プレート５０の雌ネジ部および調整ネジ５６の雄ネジ部は右ネジかあるいは左ネジのいずれかに統一されている。また、両プレート間に基板搬送装置１の振動等による調整ネジ５６の緩み止めの役割となるバネ５７、例えば圧縮バネ等が両プレート間の調整ネジ５６に備えられている。
【００３２】
前記高さ位置調整機構４において、前記可動プレート５１の通気穴５１ｃと前記固定プレート５０の通気穴５０ｃと同軸上に基板浮上機構上面３ａから吸い込まれる空気の漏れを塞ぐために、両プレートのクリアランスには空気の吸引路を形成するシール材５８が設けられている。具体的には、両通気穴を中継するように設けられたリング状の弾性材である。シール材によって、浮上機構の吸気穴から排気された空気が可動プレートと固定プレートの間で漏れることがないため、浮上機構の吸引力を保持して安定した高さ精度での搬送が可能である。
【００３３】
次に、本発明の基板搬送装置１における前記高さ位置調整機構４の作動原理について図４を用いて説明する。なお、図４は前記高さ位置調整機構の断面模式図であり、理解を容易にするため可動プレート５１と固定プレート５０間のクリアランスを誇張している。
【００３４】
高さ位置調整機構４において、調整ネジ５６を一回転させることで、前記固定プレート５０のネジ部５０ｄと前記可動プレート５１のネジ部５１ｄのピッチ差分だけ可動プレート５１の高さを調整することができる。例えば、前記可動プレート５１のネジ部５１ｄをＭ６の細目ピッチ０．７５ｍｍ、固定プレート５０のネジ部５０ｄを並目ピッチ０．８ｍｍとする場合、可動プレート５１の高さを調整ネジ５６一回転当たり０．０５ｍｍという高精度な調整が可能となる。例えばレーザー変位計や水準器等の計測器を用いながら調整ネジ５６で前記可動プレート５１の３点の高さを調整することで、基板板浮上機構３の上面の高さおよび水平を高精度にかつ容易に調整することが可能となる。また、前記可動プレート５１はバネ５７の力によって常に上方へ押し上げられた状態となっているため、高さ調整後にダブルナット等によるロックを行う必要が無く、常に高い位置精度を保つ事が可能となる。
【００３５】
以上より、前記高さ位置調整機構４を用いることで前記基板搬送装置１に基板浮上機構３を取り付けする際の組み付け工数の減少、例えば、シム等で調整する場合と異なり高さ調整するたびに基板浮上機構３を装置から取り外す必要なく、調整に用いる工具の統一化や、アプローチの一本化が実現できる。また、前記高さ調整機構４を用いることで、個別の高さ調整を容易に行うことができるため、前記基板浮上機構３を取り付けるベースプレート５０の面精度は必要無くなる。すなわちベースプレート５０に精密な研磨処理等を行う必要がなく、基板搬送装置１の全体としての価格の削減を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による基板搬送装置の実施例を示す概略斜視図
【図２】同上基板搬送装置の基板浮上機構の断面模式図
【図３】同上基板搬送装置の高さ調整機構の概略模式図
【図４】同上基板搬送装置の高さ調整機構の断面模式図
【符号の説明】
【００３７】
１・・・                     基板搬送装置
２・・・                     基板
３・・・                     基板浮上機構
３ａ・・・        表面（基板浮上機構）
４・・・                     高さ位置調整機構
５・・・                     基板把持機構
６・・・                     基板搬送機構
７・・・                     把持部（基板把持機構）
８・・・                     ベースプレート
９・・・                     吸引穴（基板浮上機構）
１０・・・      中空空間（基板浮上機構：吹き上げ）
１０ｐ・・・     配管（基板浮上機構：吹き上げ）
１１・・・      中空空間（基板浮上機構：吸引）
１１ｖ・・・     配管（基板浮上機構：吸引）
１３・・・      空気流（基板浮上機構：吹き上げ）
２１・・・      ブロアーポンプ
２２・・・      ボールバルブ
２３・・・      圧力調整弁
２４・・・      マニホールド
２５・・・      圧空経路
２６・・・      排気経路
２９・・・      チャンバー
４０・・・      梁状部材
４１・・・      カメラ装置
４２・・・      光源
４３・・・      アライメントステージ
５０・・・      固定プレート
５０ｂ・・・     通気穴（圧空経路）
５０ｃ・・・     通気穴（吸引経路）
５０ｄ・・・     ネジ部
５１・・・      可動プレート
５１ａ・・・     雌ネジ部（基板浮上機構取り付け）
５１ｂ・・・     テーパネジ部
５１ｃ・・・     通気穴（吸引経路）
５１ｄ・・・     雌ネジ部
５２・・・      貫通座グリ穴（基板浮上機構）
５３・・・      取り付けネジ
５４・・・      配管継手
５６・・・      調整ネジ
５７・・・      バネ
５８・・・      弾性材（シール材）
【図１】
0005176631.tif 000002
【図２】
0005176631.tif 000003
【図３】
0005176631.tif 000004
【図４】
0005176631.tif 000005