(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
後方に傾斜したベースの傾斜面に沿って少なくとも一方向に移動可能に取り付けられた大型基板用ステージを備えた大型基板検査装置であって、
このステージに揺動可能に取り付けられ、受け渡される大型基板を保持する試料ホルダと、この試料ホルダに係合して同ホルダの揺動をロックすると共に、係合解除によってロックを解除するロック機構と、前記試料ホルダが前記大型基板の受け渡し位置及びステージの支持位置の間で揺動するように試料ホルダに揺動力を付与する揺動機構とを備え、前記大型基板用ステージの裏側から前記ホルダに大型基板を受け渡すことを特徴とする大型基板検査装置。
【請求項２】
前記試料ホルダは、前記傾斜面方向の下端部で支持軸により揺動可能に支持されており、前記揺動機構は前記支持軸又は前記試料ホルダに揺動力を付与することを特徴とする請求項１記載の大型基板検査装置。
【請求項３】
前記試料ホルダは、下端部が前記ステージに回動可能に支持され、前記揺動機構は、前記試料ホルダを前記大型基板の受け渡し位置及び前記ステージの支持位置の間に揺動可能にガイドするガイドローラを前記ステージの後方に配置し、前記ステージの移動に連動して前記試料ホルダを前記ガイドローラに沿って前記大型基板の受け渡し位置及び前記ステージの支持位置に揺動させることを特徴とする請求項１記載の大型基板検査装置。
【請求項４】
前記揺動機構は、前記支持軸を正逆回転させる回転駆動源を前記ステージに取り付けると共に、前記支持軸に前記試料ホルダを係合させ、前記回転駆動源により前記支持軸を正逆駆動して前記試料ホルダを揺動させることを特徴とする請求項２記載の大型基板検査装置。
【請求項５】
前記揺動機構は、前記試料ホルダの裏面に沿って回転しながら揺動する支持ローラと、この支持ローラを先端部に備え上下方向に伸縮して前記試料ホルダに揺動力を付与する伸縮部材からなることを特徴とする請求項２記載の大型基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型の液晶基板等の基板を検査、観察するのに好適な大型基板検査装置に関する
【０００２】
【従来の技術】
大型の液晶基板の製造においては、顕微鏡装置を用いた欠陥検査が行われている。従来の欠陥検査では、図７に示すように、検査対象である大型の液晶ガラス基板１を水平状態に保持して基板１の欠陥検査を行っている。図７において、２は複数の基板１を収納する基板格納部、３は基板１を１枚ずつ搬送する搬送部、４は基板１を検査する検査部であり、いずれも制御部５によって作動が制御されている。
【０００３】
基板格納部２では、カセット台６上にカセット７が載置されている。カセット７は基板１を複数段、収納しており、このカセット７から基板１が１枚ずつ取り出されて、検査が行われる。
【０００４】
搬送部３は搬送アーム８ａを有した搬送ロボット８を備えている。搬送ロボット８は、矢印Ａで示すように上下動すると共に、矢印Ｂで示すように回転する。また、搬送アーム８ａは矢印Ｃで示すように、水平方向に進退して、カセット７内の所定段の基板１を取り出して、検査部４に供給する。
【０００５】
検査部４は、固定台上に水平状態に支持されＹ方向（紙面貫通方向）に移動するＹステージ９と、Ｙステージ９上に水平状に支持されＸ方向（左右方向）に移動するＸステージ１０とからなるＸＹステージ１１を有し、さらに、Ｘステージ１０上に水平状態に支持された試料ホルダ１２を有している。試料ホルダ１２は中央部に形成された透過照明光用開口を有し、この開口の周辺には、液晶に用いられるガラス基板を、真空吸着によって水平状態で保持させる吸着機構が設けられている。１３は試料ホルダ１２に保持されている基板を検査する顕微鏡装置である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶基板は、使用される液晶ディスプレイの大型化や生産効率の向上の観点から、大型化する傾向にある。図７に示す従来の検査装置では、水平方向に移動するＸＹステージ１１に基板１を支持しているため、ＸＹステージの移動による占有面積が基板１の４倍以上必要となっている。このため、検査対象となる液晶基板の大型化に伴って検査装置が大型化するという問題が生じてきた。また、大型の液晶ガラス基板１を水平状に支持するため、その自重によって基板１の中央部分が撓んで、歪みが大きくなるばかりでなく、天井より吹き出す清浄な空気のダウンフローによって振動が発生し易くなる。このため、ガラス基板１の撓み量が顕微鏡の焦点深度より大きくなると検査時のピントずれが生じ、検査がしにくくなるとともに、ガラス基板１の振動により顕微鏡観察像にぶれが生じて検査精度が著しく低下する。
【０００７】
このようなことから、実願平２−１０７７００号の考案には大型の基板を傾斜させて、検査する装置が記載されている。この装置では、基板を傾斜させることにより、水平方向の移動量が少なくなって、検査に用いる占有面積が小さくなると共に、基板自体の重量による歪みがなくなって、良好に検査を行うことが可能となっている。
【０００８】
しかしながら、格納部２で水平に格納されている基板を取り出して、搬送部３によって水平に搬送する図７の構造を、傾斜状態で保持して検査する上述の構造にそのまま適用することができない。基板を水平状態から傾斜状態に変更するには、必然的に基板の角度を変えなければならないためである。従って、このような角度変換装置を搬送部３と検査部との間に新たに配置する必要があり、新たな装置の追加によって、占有面積が増大する問題が発生する。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、試料ホルダに揺動機能を付加し、占有面積の増大を伴うことなく、大型基板を水平状態から傾斜状態に変更しながら受け渡すことが可能な大型基板検査装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、後方に傾斜したベースの傾斜面に沿って少なくとも一方向に移動可能に取り付けられた大型基板用ステージを備えた大型基板検査装置であって、このステージに揺動可能に取り付けられ、受け渡される大型基板を保持する試料ホルダと、この試料ホルダに係合して同ホルダの揺動をロックすると共に、係合解除によってロックを解除するロック機構と、前記試料ホルダが前記大型基板の受け渡し位置の支持位置の間で揺動するように試料ホルダに揺動力を付与する揺動機構とを備え、前記大型基板用ステージの裏側から前記ホルダに大型基板を受け渡すようにしたものである。
【００１１】
この構造では、ロック機構が試料ホルダをロックすることにより、試料ホルダがベースと同じ角度で傾斜する。従って、試料ホルダに保持されている基板も傾斜状態となり、この傾斜状態で検査を行うことができる。
【００１２】
一方、ロック機構がロックを解除し、ロック解除状態で揺動機構が作動することにより、試料ホルダは下方向に回動し、大型基板の受け渡し位置まで揺動する。この状態の試料ホルダに対しては、大型基板の受け渡しが行われ、新たな大型基板を保持する。そして、揺動機構が再度、作動することにより、試料ホルダが上方に揺動し、ロック機構によるロックが行われ、大型基板を傾斜状態で保持する。
【００１３】
このような構造では、試料ホルダをステージの後方に揺動させることで、基板の検査位置で基板を水平状態で受け渡して傾斜させるための基板角度変更装置が不要となる。このため、小スペース化が可能となる。
【００１４】
請求項２の発明は、試料ホルダは傾斜面方向の下端部で支持軸により揺動可能に支持されており、前記揺動機構は支持軸又は試料ホルダに揺動力を付与することを特徴とし、これにより試料ホルダが支持軸を中心に回転するため、揺動機構が簡単となり、構造を簡素化できる。
【００１５】
請求項３の発明は、前記試料ホルダは、下端部が前記ステージに回動可能に支持され、前記揺動機構は、前記試料ホルダを前記大型基板の受け渡し位置及び前記ステージの支持位置の間に揺動可能にガイドするガイドローラを前記ステージの後方に配置し、前記ステージの移動に連動して前記試料ホルダを前記ガイドローラに沿って前記大型基板の受け渡し位置及び前記ステージの支持位置に揺動させることを特徴とし、揺動機構がステージの移動に連動して試料ホルダをガイドローラに沿って大型基板の受け渡し位置及びステージの支持位置に揺動させるため、試料ホルダを揺動させるための動力が不要となる。
請求項４の発明は、請求項２記載の大型基板検査装置において、前記揺動機構は、前記支持軸を正逆回転させる回転駆動源を前記ステージに取り付けると共に、前記支持軸に前記試料ホルダを係合させ、前記回転駆動源により前記支持軸を正逆駆動して前記試料ホルダを揺動させることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項２記載の大型基板検査装置において、前記揺動機構は、前記試料ホルダの裏面に沿って回転しながら揺動する支持ローラと、この支持ローラを先端部に備え上下方向に伸縮して前記試料ホルダに揺動力を付与する伸縮部材からなることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１及び図２は本発明を大型の液晶基板の検査装置に適用した実施の形態を示し、図７と同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。すなわち、検査装置は、基板格納部２と、搬送部３とを有し、搬送部３の下流側に大型基板用ステージを備えた検査部２０が配置される。又、これらの基板格納部２、搬送部３及び検査部２０は制御部５によって制御されている。
【００１７】
基板格納部２は大型の液晶ガラス基板などの大型基板１を水平状態で複数段、収納したカセット７とカセット７が載置されるカセット台６とを有している。搬送部３は、矢印Ａで示す上下動及び矢印Ｂで示す回転を行う搬送ロボット８と、搬送ロボット８に取り付けられて矢印Ｃで示す水平方向に進退する搬送アーム８ａとを備えている。
【００１８】
検査部２０では、図２に示すように後方に傾斜した状態のベース２１が架台２６によって支持されており、このベース２１にステージ２２が支持されている。従って、ステージ２２はベース２１と同様に後方に傾斜した状態となっている。また、ステージ２２の直線ガイド２７はベース２１の直線ガイド２１ａに係合しており、ステージ２２は、ベース２１の傾斜面に沿って直線的に移動する。
【００１９】
本実施の形態では、ステージ２２を上下方向（Ｘ方向）にのみ移動させる構成を採用していることから、図示しない顕微鏡をステージ２２の移動方向（Ｘ方向）と交差する方向（Ｙ方向）に移動させ、大型基板の全面をミクロ観察できるようになっている。なお、目視によるマクロ検査のみの場合には、ミクロ検査用の顕微鏡を省略することができる。
【００２０】
ステージ２２の中空部には、基板１を保持する試料ホルダ２４の基端部が支持軸２３を介して後方に揺動可能に取り付けられている。この試料ホルダ２４の上部には下面がくさび面となったストッパ２４ａが一体的に設けられ、このストッパ２４ａに後述するロック機構２５が係脱自在に係合する。また、ストッパ２４ａはステージ２２の下面に当接し、この当接によって試料ホルダ２４の必要以上の揺動が停止するようになっている。かかる試料ホルダ２４による基板１の保持は真空吸引によって行われる。このため、基板１の外周部に対向する試料ホルダ２４の上面には、吸着孔（図示省略）が複数、開口されており、この吸着孔が真空ポンプ（図示省略）に接続されている。
【００２１】
ステージ２２の上部には、ロック機構２５が取り付けられている。ロック機構２５は、出没自在なロックピン２５ａを有しており、このロックピン２５ａが進出して試料ホルダ２４のストッパ２４ａに係合することによって、試料ホルダ２４をステージ２２に密着させて固定する。また、ロックピン２５ａが退出してストッパ２４ａとの係合を解除することにより、試料ホルダ２４が支持軸２３を中心に揺動可能となる。
【００２２】
試料ホルダ２４の揺動は、揺動機構としてのモータ等からなる回転駆動源２８によって行われる。回転駆動源２８はステージ２２に取り付けられると共に、支持軸２３を出力軸としており、正逆駆動によって、支持軸２３を正逆回転させる。試料ホルダ２４はキー（図示省略）等を介して支持軸２３と係合しており、支持軸２３の正逆回転によって、支持軸２３と共に一体的に往復揺動する。
【００２３】
さらに、架台２６には整列装置２９が取り付けられている。整列装置２９は、水平位置における試料ホルダ２４に対して、基板１が搬送される時、基板１の両側面に接触して基板１を正常位置に整列させるものであり、このため基板１の側面に転接する整列ローラ２９ａを有している。また、基板１の整列を行うため、整列装置２９は試料ホルダ２４の左右両側に配置されている。
【００２４】
このような実施の形態において、基板１を検査する場合、ロック機構２５が係合することによって試料ホルダ２４がロックされ、このロックによって試料ホルダ２４がステージ２２と同一の角度となっている。従って、ステージ２２をベース２１の傾斜面に対して直線的にＸ方向に移動させるとともに、ミクロ検査用顕微鏡をＹ方向に移動させることにより、基板１の全面の検査を行うことができ、ステージ２２が傾斜しているため、検査用の占有スペースを小さくすることができる。
【００２５】
基板１の受け渡しの際には、ステージ２２が基板１の搬入待機位置となる所定の座標位置に移動する。そして、ロック機構２５のロックピン２５ａが試料ホルダ２４のストッパ２４ａとの係合から離脱して、ロックが解除される。これにより試料ホルダ２４がステージ２２の後方に揺動可能となり、回転駆動源２８の駆動によって試料ホルダ２４が傾斜位置、すなわちステージ２２の支持位置から鎖線で示す基板の受け渡し位置、図示例では水平位置まで揺動し、停止する。そして、搬送ロボット８は試料ホルダ２４上の基板１を同ホルダ２４から取り出してカセット７に収納すると共に、カセット７から新たな基板１を取り出す。搬送ロボット８は、搬送アーム２８ａが進出することにより水平状態で待機している試料ホルダ２４に新たな基板１を受け渡す。この受け渡し時には、整列装置２９が基板１を正常位置に整列させる。
【００２６】
整列された基板１を受け取った後、試料ホルダ２４は基板１を真空吸引によって吸着し、保持する。その後、回転駆動源２８が逆駆動して試料ホルダ２４が傾斜方向に揺動する。この揺動はストッパ２４ａがステージ２２下面に当接することにより停止し、その後、ロック機構２５のロックピン２５ａがストッパ２４ａに係合する。これにより試料ホルダ２４はベース２１及びステージ２２と同一角度で支持され、基板１の検査を行うことができる。
【００２７】
従って、このような実施の形態では、試料ホルダ２４に基板１の受け渡し機能を付与させることにより、基板を水平状態から傾斜状態あるいはその逆の角度変更するための専用の装置が不要となり、占有スペースを小さくでき、かつステージ２２の下方のスペースを有効に利用することでさらに占有スペースを小さくできる。
【００２８】
また、ステージ２２を後方に傾斜させることにより、大型基板１の自重による重力方向の撓みの問題や、ダウンフローによる振動及び撓みの問題も解消できる。さらに、ステージ２２の傾斜角度を垂直に近づけるほど、上記問題が小さくできるとともに、大型基板１が観察者に対して平行に近づくため、観察時に発生する粉塵が基板１上に落下することが少なくなる。
【００２９】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２を示し、実施の形態１と同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。３１はこの実施の形態の揺動機構であり、動力源３２と、動力源３２の駆動によって上下方向に伸縮する伸縮部材３３と、伸縮部材３３の上部に取り付けられた支持ローラ３４とを備えている。支持ローラ３４は試料ホルダ２４の下面に転接しており、伸縮部材３３の伸縮作動によって試料ホルダ２４の下面に沿って回転しながら摺動する。また、試料ホルダ２４は支持軸２３に対して、回転可能となっている。以上の構成では、揺動機構３１の全体をステージ２２の外側に配置することができる。
【００３０】
この実施の形態では、基板１の検査時には、ロック機構２５によって試料ホルダ２４が傾斜状態で保持されているが、基板１の受け渡しには揺動機構３１の支持ローラ３４が試料ホルダ２４の下面に当接した後、ロック機構２５のロックが解除される。そして、動力源３２が駆動して、伸縮部材３３が伸縮することにより、試料ホルダ２４は傾斜位置及び水平位置の間を揺動する。
【００３１】
このような構造では、揺動機構３１をステージ２２と別体に配置でき、ステージ２２の小型化、軽量化ができ、ステージ２２がベース２１上を移動する際の負荷を軽減できる。
【００３２】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３を示す。この実施の形態においても、揺動機構４１がステージ２２と別体に設けられている。揺動機構４１は、動力源４２と、動力源４２に立設されたガイドロッド４３に沿って上下動する移動ブロック４４と、移動ブロック４４に下端が支持されて起立するリンク４５と、リンク４５の上端に支持されたレバー４６とを備え、レバー４６の上端に支持ローラ４７が取り付けられている。支持ローラ４７は試料ホルダ２４の下面に転接しており、支持ローラ４７が試料ホルダ２４に沿って移動することにより、同ホルダ２４が傾斜位置及び水平位置を揺動する。
【００３３】
この実施の形態では、支持ローラ４７が円軌跡を描くことにより、試料ホルダ２４が揺動するため、動力源４２への負荷を軽減することができる。
【００３４】
（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４を示し、試料ホルダ２４の下端部はベースの傾斜面方向に設けられた直線ガイドとしての役割を果たすステージ２０に連結され、このステージ２０の後方に試料ホルダ２４の自由端を揺動可能にガイドするための複数のガイドローラ５１を備えることによって揺動機構が構成されている。  複数のガイドローラ５１を接続する接続仮想線は、円弧状となるように形成されており、この円弧軌跡に沿ってガイドローラ５１が配置されている。かかるガイドローラ５１には試料ホルダ２４の下面が接触する。なお、最下部のカイドローラ５１ａはロック機構２５によって試料ホルダ２４がステージ２２にロックされる位置に対応し、最上部のガイドローラ５１ｂは試料ホルダ２４を水平状態に支持する位置に対応して設けられている。
【００３５】
この実施の形態では試料ホルダ２４が実線で示すように、ロック機構２５によってロックされた状態で基板１の検査が行われる。一方、ロック機構２５がロック解除した状態で、ステージ２２が上方に移動すると、試料ホルダ２４の下端部がステージ２２とともに上方に移動し、試料ホルダ２４の自由端は順に、上位のガイドローラ５１に接触しながら、水平方向に向かって揺動し、最終的にガイドローラ５１ｂに接触することにより、水平状態となって基板１の受け渡しが行われる。なお、この実施の形態では試料ホルダ２４の自由端を複数のガイドローラ５１により揺動可能にガイドしているが、試料ホルダ２４の先端部を水平方向に設けられた直線ガイドに移動可能に支持することにより、試料ホルダ２４の自由端を揺動させることもできる。
【００３６】
従って、この実施の形態では、ステージ２２を移動させる駆動源の動力を併用して試料ホルダ２４を揺動させるため、揺動機構自体の動力が不要となり、動力機構を簡素化することができる。
【００３７】
（実施の形態５）
図６は実施の形態５を示し、５２はベース２１の側面部分に取り付けられたアクチュエータである。このアクチュエータ５２は、試料ホルダ２４が基板の受け渡しを行う位置に対応して設けられている。一方、試料ホルダ２４が取り付けられたステージ２２の側面には、アクチュエータ５２の作動ピン５２ａが押圧するセンサ５３が設けられている。センサ５３は作動ピン５２ａが押圧することを検知し、この検知によってロック機構２５のロックピン２５ａを引込ませて、試料ホルダ２４のロックを解除するように作用する。
【００３８】
このような構成では、試料ホルダ２４は特定の座標位置で、且つアクチュエータ５２の作動ピン５２ａの押圧がない限り、ロック機構２５によるロック解除がなされることがない。このため特定の座標位置以外での不用意なロック解除がなくなるため、誤作動を防止することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、試料ホルダが傾斜位置及び水平位置の間で揺動する機能を備えるため、基板を受け渡すための角度変更を行う専用の装置が不要となり、占有スペースを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の全体側面図である。
【図２】実施の形態１の要部の側面図である。
【図３】実施の形態２の側面図である。
【図４】実施の形態３の側面図である。
【図５】実施の形態４の側面図である。
【図６】実施の形態５の斜視図である。
【図７】従来の検査装置の側面図である。
【符号の説明】
１  基板
２０  検査部
２１  ベース
２２  ステージ
２３  支持軸
２４  試料ホルダ
２５  ロック機構
【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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【図７】
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