(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板を透過光により観察する際に支持する基板支持装置において、
前記透明基板の周縁を吸着載置する開口部を有する基板ホルダ枠と、中空の角材からなり、前記基板ホルダ枠の前記開口部内に掛け渡されるように複数配置され前記透明基板を前記開口部内で支持する桟と、前記桟に複数配置され前記透明基板を水平に支持するピンとを備え、
前記桟の断面形状が前記透明基板に対して平行する幅寸法より前記透明基板面に対して直交する高さ寸法を長く形成し、該各桟毎に幅寸法、高さ寸法、前記角材を構成する高減衰部材の材質、及び前記角材を構成する板材の板厚のいずれか一つを変えて共振周波数を異ならせることを特徴とする基板支持装置。
【請求項２】
前記桟の中空部分に高減衰材料を充填したことを特徴とする請求項１記載の基板支持装置。
【請求項３】
透明基板を透過光により観察する際に支持する基板支持装置において、
前記透明基板の周縁を吸着載置する開口部を有する基板ホルダ枠と、間の空いた二枚の板部材からなり、前記基板ホルダ枠の前記開口部内に掛け渡されるように複数配置され前記透明基板を前記開口部内で支持する桟と、前記桟に複数配置され前記透明基板を水平に支持するピンとを備え、
前記桟の断面形状が前記透明基板に対して平行する幅寸法より前記透明基板面に対して直交する高さ寸法を長く形成し、該各桟毎に幅寸法、高さ寸法、及び前記板部材を構成する高減衰部材の材質のいずれか一つを変えて共振周波数を異ならせることを特徴とする基板支持装置。
【請求項４】
前記二枚の板部材の間に高減衰材料を挟んだことを特徴とする請求項３記載の基板支持装置。
【請求項５】
透明基板を透過光により観察する際に支持する基板支持装置において、
前記透明基板の周縁を吸着載置する開口部を有する基板ホルダ枠と、中空の角材からなり、前記基板ホルダ枠の前記開口部内に掛け渡されるように複数配置され前記透明基板を前記開口部内で支持する桟と、前記桟に複数配置され前記透明基板を水平に支持するピンとを備え、
前記桟の断面形状が前記透明基板に対して平行する幅寸法より前記透明基板面に対して直交する高さ寸法を長く形成し、前記桟の中空部分に挿入される高減衰部材の挿入パターンを変えて共振周波数を異ならせることを特徴とする基板支持装置。
【請求項６】
透明基板を透過光により観察する際に支持する基板支持装置において、
前記透明基板の周縁を吸着載置する開口部を有する基板ホルダ枠と、間の空いた二枚の板部材からなり、前記基板ホルダ枠の前記開口部内に掛け渡されるように複数配置され前記透明基板を前記開口部内で支持する桟と、前記桟に複数配置され前記透明基板を水平に支持するピンとを備え、
前記桟の断面形状が前記透明基板に対して平行する幅寸法より前記透明基板面に対して直交する高さ寸法を長く形成し、前記桟の二枚の板部材の間に挿入される高減衰部材の挿入パターンを変えて共振周波数を異ならせることを特徴とする基板支持装置。
【請求項７】
前記桟は、該各桟に対して前記高さ寸法を変えて共振周波数を異ならせ、該各桟の上面を前記基板ホルダ枠の上面から一定の高さに揃えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の基板支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルやプラズマ表示パネル（ＰＤＰ）などに用いられる透明基板を、検査、観察する際に支持する基板支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示パネルに用いられるガラス基板は大型化、薄型化している。これに伴って、ガラス基板を検査装置で検査、観察するときに生じる振動が益々問題になっている。ガラス基板に対しては、品質管理の上から、一般的に顕微鏡などを使用した各種の検査が行なわれている。これらの検査は、ガラス基板を検査装置の大型ステージ上に載置した状態で行なわれている。
【０００３】
ところで、このようなガラス基板の検査は、防塵のためダウンフローと呼ばれる天井から床に向かう一定の強さの風を流すようにしたクリーンルーム内で行なわれる。しかし、このダウンフローの風が検査時に直接ガラス基板面に当たり、これが基板の振動源となることがある。また、検査装置は、ダウンフローを通過させるグレーチング床に設置されるため、このグレーチング床を介して他の装置の振動が検査装置に伝わり、これが基板の振動源となることがある。
【０００４】
また、ガラス基板はその大きさに対して厚さ（例えば、０．７ｍｍ）が極めて薄く、たわみ（撓み）や振動が発生し易いものになっている。さらに、ガラス基板自体の共振周波数が下がり、その結果、振動振幅が増大するという問題がある。振動振幅が大きいと、高倍率での観察やオートフォーカスをするために、ガラス基板の振動が収まるまで待たなければならず、検査時間の増大が懸念される。
【０００５】
このようなガラス基板のたわみや振動を防止するために、一般的には、検査装置のガラス基板ホルダに桟を設け、その桟に複数のピンを立て、そのピンでガラス基板を支えるピン支え方式が用いられている。
【０００６】
また、特開平１１−９４７５５号公報においては、顕微鏡の観察光軸上で基板を押さえ付ける機構を設け、局部的に振動振幅を低減させる構造が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術により、ガラス基板の振動の低減は可能であるが、それぞれ以下のような問題がある。
【０００８】
特開平１１−９４７５５号公報においては、メカニズムが複雑になるためコストの上昇が懸念される。
【０００９】
さらに、特開平１０−１１８８６９号公報においては、ガラス基板の一次共振周波数を上げることにより振動振幅を小さくすることは可能であるが、中央部の振動の腹は存在する。このため、急速に大判化するガラス基板に対しては、拘束がゆるくなる分、たわみが大きくなったり、ガラス基板の自重により十分な吸着力が得られないといった問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、コストの上昇を押さえながら、支持する基板のたわみと振動振幅を低減させる基板支持装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の基板支持装置は以下の如く構成されている。
【００１２】
本発明の基板支持装置は、透明基板を透過光により観察する際に支持する基板支持装置において、前記透明基板の周縁を吸着載置する開口部を有する基板ホルダ枠と、中空の角材からなり、前記基板ホルダ枠の前記開口部内に掛け渡されるように複数配置され前記透明基板を前記開口部内で支持する桟と、前記桟に複数配置され前記透明基板を水平に支持するピンとを備え、前記桟の断面形状が前記透明基板に対して平行する幅寸法より前記透明基板面に対して直交する高さ寸法を長く形成し、該各桟毎に幅寸法、高さ寸法、前記角材を構成する高減衰部材の材質、及び前記角材を構成する板材の板厚のいずれか一つを変えて共振周波数を異ならせることを特徴とする。
また、本発明の基板支持装置は、透明基板を透過光により観察する際に支持する基板支持装置において、前記透明基板の周縁を吸着載置する開口部を有する基板ホルダ枠と、間の空いた二枚の板部材からなり、前記基板ホルダ枠の前記開口部内に掛け渡されるように複数配置され前記透明基板を前記開口部内で支持する桟と、前記桟に複数配置され前記透明基板を水平に支持するピンとを備え、前記桟の断面形状が前記透明基板に対して平行する幅寸法より前記透明基板面に対して直交する高さ寸法を長く形成し、該各桟毎に幅寸法、高さ寸法、及び前記板部材を構成する高減衰部材の材質のいずれか一つを変えて共振周波数を異ならせることを特徴とする。
また、本発明の基板支持装置は、透明基板を透過光により観察する際に支持する基板支持装置において、前記透明基板の周縁を吸着載置する開口部を有する基板ホルダ枠と、中空の角材からなり、前記基板ホルダ枠の前記開口部内に掛け渡されるように複数配置され前記透明基板を前記開口部内で支持する桟と、前記桟に複数配置され前記透明基板を水平に支持するピンとを備え、前記桟の断面形状が前記透明基板に対して平行する幅寸法より前記透明基板面に対して直交する高さ寸法を長く形成し、前記桟の中空部分に挿入される高減衰部材の挿入パターンを変えて共振周波数を異ならせることを特徴とする。
また、本発明の基板支持装置は、透明基板を透過光により観察する際に支持する基板支持装置において、前記透明基板の周縁を吸着載置する開口部を有する基板ホルダ枠と、間の空いた二枚の板部材からなり、前記基板ホルダ枠の前記開口部内に掛け渡されるように複数配置され前記透明基板を前記開口部内で支持する桟と、前記桟に複数配置され前記透明基板を水平に支持するピンとを備え、前記桟の断面形状が前記透明基板に対して平行する幅寸法より前記透明基板面に対して直交する高さ寸法を長く形成し、前記桟の二枚の板部材の間に挿入される高減衰部材の挿入パターンを変えて共振周波数を異ならせることを特徴とする。
【００１８】
上記手段を講じた結果、以下のような作用を奏する。
【００１９】
本発明の基板支持装置によれば、桟によって透過光が遮られることを最小限に抑えるべく桟の幅を狭くし、それに対し桟の高さを大きくすることにより、コストをかけずにガラス基板の方向に発生する低次の振動周波数を高くすることができる。その結果、ガラス基板のたわみを低減できるとともに、ガラス基板は基板面に垂直な方向の振動モードを有するため、ピン等を介して載置されるガラス基板が桟の振動の影響を受けにくくなる。さらに、ダウンフローなどで発生するガラス基板の桟の方向へ向かう平面内の振動も、桟の振動周波数を高くすることができるため、低減することが可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板支持装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、この基板支持装置は、ガラス基板等の検査を行なう基板検査装置に備えられ、振動防止機構を有している。
【００２２】
図１に示すように、ガラス基板ホルダ１０を構成する枠１は、長辺部材１１，１２と短辺部材２１，２２からなる四角形状をなす。枠１の対向する長辺部材１１，１２には、角材からなる複数の桟３がほぼ平行をなすよう掛け渡されている。各桟３上には、透明基板として、例えば液晶ディスプレイのガラス基板６を水平に保持する複数のピン４がほぼ等間隔で設けられている。各ピン４の頂部は基板に傷が付かないように球面をなしている。また、長辺部材１１，１２と短辺部材２１，２２の所定位置には、枠１に載置されるガラス基板６の周縁部を吸着するための複数の吸着パッド５が設けられている。
【００２３】
ガラス基板６は、搬送ロボットにより枠１の長辺部材１１，１２と短辺部材２１，２２及び各ピン４の上に載置される。そしてガラス基板６は、図示しない基準位置決め機構により位置決めされた後、ガラス基板６の縁付近が各吸着パッド５を介して吸引されることで、枠１上に吸着保持される。上記基板検査装置では、ガラス基板６を下方からの透過照明光により観察する。各桟３の幅は、透過照明光が遮られることを抑えるべく狭くすることが要望されている。
【００２４】
上記のようにガラス基板６が枠１に載置された場合に、ガラス基板６を各ピン４の頂部で支えることで、枠１の内側で生じるガラス基板６の重力によるたわみと振動を低減する。桟３の断面形状は、ガラス基板６に対して垂直な辺の長さｈ（高さ）を、ガラス基板６に対して平行な辺の長さｂ（幅）より長くする。
【００２５】
以上のような構成により、各桟３は両持ち梁として両端が枠１に完全に拘束され、ガラス基板６の自重が各桟３に均等にかかっているとした場合、各桟３の中央部でのガラス基板６のたわみ量δmaxは、
δmax＝５／３８４（ｐＬ4／ＥＩ）
となる。ここで、Ｉ:桟３の断面二次モーメント、p:桟３にかかっているガラス基板６の自重による圧力、Ｌ:桟３の長さ、Ｅ: 桟３の縦弾性係数である。
【００２６】
また、桟３の断面二次モーメントＩは、
Ｉ＝ｂｈ3／１２
となる。ここで、ｂ:桟３の幅、ｈ:桟３の高さである。したがって、たわみを小さくするためには、桟３の幅ｂに対して高さｈを大きくした方がよいことが分かる。
【００２７】
図２の（ａ），（ｂ）は、桟３の１次モード振動がガラス基板６に対して平行な方向である状態を示すモード図である。上述した構成にて、図２の（ａ）に示すように桟３の幅ｂよりも高さｈを大きくした条件下では、図２の（ｂ）に示すように桟３ではその高さ方向に対して直角な方向（横方向）に一次の共振モードが存在する。また、ガラス基板６は基板面に対して垂直な方向（縦方向）に振動モードが存在する。すなわち、桟３の振動方向とガラス基板６の振動方向は、低次の場合に異なる。したがって、桟３とガラス基板６の共振周波数が同じとしても、振動の方向が異なるので、ガラス基板２は桟３の振動を、また桟３はガラス基板２の振動を受けにくくなる。
【００２８】
また、桟３を構成する材料の減衰能力が高くなれば、振動振幅も小さくなり、桟３そのものの振動がガラス基板６に与える影響も小さくなる上、ガラス基板６の振動が桟３に伝達された場合もその振動を桟３で吸収することが可能になり、ガラス基板６の振動を低減することが可能になる。このため桟３を構成する材料は、セラミック、プラスチック等の高減衰材料やその複合材料からなる。さらに、桟３のガラス基板６に対して垂直な方向の一次共振周波数を、ガラス基板６の垂直方向の１次共振周波数よりも２倍以上高くすることで、桟３からガラス基板６への振動伝達、及びガラス基板６から桟３への振動伝達を抑制することができる。また、桟３のガラス基板６に対して平行な方向の共振周波数とガラス基板６の垂直方向の共振周波数とをさらに２倍以上離すことで、より大きなガラス基板６の振動を低減させることが可能になる。
【００２９】
なお、各桟３の幅ｂと高さｈの比率は全て同一でなくてもよく、振幅の大きい中央部または基板の振動の腹に対応する部分などガラス基板の振動状態に応じて各桟３毎に「ｂ＜ｈ」の条件下で比率が異なってもよい。また、「ｂ＜ｈ」の条件下で異なる比率を有する桟３を複数用意し、例えば第１の比率の桟３と第２の比率の桟３とを、枠１に対して交互または配列を変えて交換可能に配置してもよい。このように桟３の幅ｂと高さｈの比率を変える場合、桟３による透過照明の遮光の影響を極力小さくするために各桟３の幅ｂをピン４を支える最小限の幅寸法に抑え、桟３の高さｈを変えることが望ましい。この場合、各桟３に取付けられるピン４を共通化させるために、各桟３の上面の取付部の高さを枠１の上面から一定にし、各桟３の下端の高さが異なるようにする。
【００３０】
また、桟３の表面にメッキ処理をしたりゴムなどの防振材（高減衰材料）を塗布することにより、ガラス基板６の振動をより一層低減することができる。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る基板支持装置を構成する桟の正断面図である。図３に示す桟３１は、上記第１の実施の形態に示した桟３に中空部が設けられた筒状の角材からなり、その中空部に中空材７が一様に挿入された構成をなしている。
【００３２】
図４は、桟３１の１次モード振動がガラス基板６に対して平行な方向である状態を示すモード図である。図４に示すように、桟３１の断面形状が中空部を有する場合でも、桟３の幅ｂよりも高さｈを大きくした条件下では、桟３１のガラス基板６に対して垂直な方向の振動モードを抑えることができる。
【００３３】
さらに、この中空材７の中に、ゲルやゴム、砂などの防振材（高減衰材料）を充填することにより、ガラス基板６の振動をより一層低減することができる。
【００３４】
なお、中空部を形成している各桟３１の板厚は全て同一でなくてもよく、各桟３１毎に板の厚さが異なってもよい。また、異なる板厚を有する桟３１を複数用意し、例えば第１の板厚の桟３１と第２の板厚の桟３１とを、枠１に対して交換可能に配置してもよい。また、桟３１の板の厚さを変える他に、この桟３１の中空部に挿入される中空材７の厚さや種類を変えることもできる。これにより、各桟３１毎の共振周波数が異なるため、桟３１同士が共振することなく、ガラス基板６の振動をより一層低減することができる。
【００３５】
図５の（ａ），（ｂ）は、図３に示した桟３１の変形例を示す側断面図である。図５の（ａ），（ｂ）に示す桟３２は、桟３１と同様の中空部に中空材７が不連続に挿入された構成をなしている。そして、図５の（ａ），（ｂ）の各桟３２は、互いに中空材７の挿入パターンが異なっている。このように各桟３２毎に中空材７の挿入パターンを異ならせることにより、各桟３２毎の共振周波数が異なるため、ガラス基板６の振動をより一層低減することができる。また、中空材７の挿入パターンの異なる桟３２を複数用意し、例えば第１の挿入パターンの桟３２と第２の挿入パターンの桟３２とを、枠１に対して交換可能に配置してもよい。
【００３６】
図６は、図３に示した桟３１の変形例を示す図であり、（ａ）は正断面図、（ｂ）は側断面図である。図６に示す桟３３は、二枚の板部材３３１，３３２の間にゴムなどの防振材８が挟まれた構成をなし、桟３３の幅ｂよりも高さｈを大きくしている。このような構成でも、ガラス基板６の振動をより一層低減することができる。
【００３７】
なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、支持する基板のたわみと振動を低減させる基板支持装置を提供できる。すなわち、基板を検査、観察する際の振動の影響を最小限に抑えるとともに、発生した振動をすばやく低減することが可能になるため、検査、観察にかかる時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板支持装置の構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る桟の１次モード振動を示すモード図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る基板支持装置を構成する桟の正断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る桟の１次モード振動を示すモード図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る桟の変形例を示す図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る桟の変形例を示す図。
【符号の説明】
１…枠
１０…ガラス基板ホルダ
１１，１２…長辺部材
２１，２２…短辺部材
３，３１，３２，３３…桟
３３１，３３２…板部材
４…ピン
５…吸着パッド
６…ガラス基板
７…中空材
８…防振材
【図１】
0004079651.tif 000002
【図２】
0004079651.tif 000003
【図３】
0004079651.tif 000004
【図４】
0004079651.tif 000005
【図５】
0004079651.tif 000006
【図６】
0004079651.tif 000007