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【発明の名称】 基板検査装置
【発明者】 【氏名】西澤 誠

【氏名】小澤 津登務

【氏名】藤崎 暢夫

【氏名】佐藤 靖
【要約】 【課題】ミクロ観察時の振動の影響を改善し、ガラス基板の検査を容易にかつ短時間で能率よくすること。

【解決手段】ガラス基板１に対するマクロ観察とミクロ観察とを行う基板検査装置に、ガラス基板１を保持してミクロ観察を行うためのミクロ検査用ホルダ６と、ガラス基板１を保持して揺動自在に設けられかつこのミクロ検査用ホルダ６上から退避可能にしたマクロ検査用ホルダ１４とを備えることで、マクロ観察とミクロ観察とを同一位置若しくは隣接位置で行うことができ、さらに、ガラス基板１の搬送時間を短縮し、タクトタイムを短くできる。又、マクロ検査用ホルダ１４をミクロ検査用ホルダと別体にすることで、マクロ観察時の揺動動作の自由度及び設計の自由度を向上させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基板を目視により検査するマクロ観察又は前記基板の画像を拡大して検査するミクロ観察を行うための基板検査装置において、前記基板を保持するもので、前記ミクロ観察を行うミクロ検査用ホルダと、前記基板を保持するもので、前記ミクロ検査用ホルダに隣接して揺動自在に設けられかつ前記ミクロ検査用ホルダ上方に挿脱可能なマクロ検査用ホルダと、を具備したことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】 前記ミクロ観察用のヘッドと前記ミクロ検査用ホルダとは、相対的に前記基板面に対して平行な平面内で移動自在に設けられたことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項３】 前記マクロ検査用ホルダは、前記基板を通る一方向を軸として前記基板を揺動させることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項４】 前記マクロ検査用ホルダは、前記退避方向に対して交差する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項５】 前記マクロ検査用ホルダは、前記基板面上に中心をおいて前記基板を回動させることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項６】 前記マクロ検査用ホルダは、前記基板を所望の傾斜角で傾斜させた状態で前記基板を前後方向に移動可能であることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項７】 前記マクロ検査用ホルダは、前記基板をほぼ垂直に傾斜させた状態で前記基板を前後方向（Ｙ方向）、平行方向（Ｘ方向）、昇降方向（Ｚ方向）に移動可能であることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項８】 前記マクロ検査用ホルダには、前記基板上の欠陥の座標を検出するポインタが一体に設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項９】 前記マクロ検査用ホルダは、前記ミクロ検査用ホルダの上方又は退避位置で前記マクロ観察可能であることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項１０】 前記マクロ検査用ホルダと、このマクロ検査用ホルダが先端部に回動自在に設けられかつ軸方向に回転可能な支持部材と、を有するホルダ機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項１１】 前記マクロ検査用ホルダは、このマクロ検査用ホルダが先端部に回動自在に設けられかつ軸方向に回転可能な支持部材と、この支持部材を回動させて前記マクロ検査用ホルダを揺動させる揺動回転機構と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項１２】 前記マクロ検査用ホルダは、このマクロ検査用ホルダが先端部に回動自在に設けられかつ軸方向に回転可能な支持部材と、これらマクロ検査用ホルダ及び支持部材を一体的に平行移動させる平行移動機構と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項１３】 前記マクロ検査用ホルダは、このマクロ検査用ホルダが先端部に回動自在に設けられかつ軸方向に回転可能な支持部材と、これらマクロ検査用ホルダ及び支持部材を一体的に昇降させる昇降機構と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項１４】 前記マクロ検査用ホルダは、このマクロ検査用ホルダが先端部に回動自在に設けられかつ軸方向に回転可能な支持部材と、この支持部材を回動させて前記マクロ検査用ホルダを揺動させる揺動回転機構と、これらマクロ検査用ホルダ及び支持部材を一体的に平行移動させる平行移動機構と、これらマクロ検査用ホルダ及び支持部材を一体的に昇降させる昇降機構と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと称する）に用いられるガラス基板を検査して欠陥等を検出するに適用される基板検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＣＤに用いられるガラス基板の欠陥検査では、マクロ観察と称する検査とミクロ観察と称する検査とが行われている。マクロ観察は、ガラス基板の表面に照明光を照射し、その反射光の光学的変化をオペレータの目視により観察してガラス基板の表面上の傷などの欠陥を検出するものである。ミクロ観察は、マクロ観察で検出された欠陥部分を顕微鏡を用いて拡大して観察するものである。
【０００３】この場合、マクロ観察とミクロ観察とで同一のホルダを用いる場合、マクロ観察では、ガラス基板を基板検査装置におけるホルダ上に保持し、この状態でホルダをオペレータに向かって前後方向に揺動させてオペレータの目視によりガラス基板の表面を観察している。一方、裏面を観察したい場合には、ホルダを反転させて、上記同様にホルダをオペレータに向かって前後方向に揺動させてオペレータの目視によりガラス基板の裏面を観察することが考えられている。
【０００４】このマクロ観察で抽出された欠陥をミクロ観察する場合には、上記ホルダを水平状態にし、このホルダを水平面内で移動させ、ガラス基板の上方に固定された顕微鏡によりミクロ観察する。
【０００５】又、マクロ観察とミクロ観察とを別々の装置で行う場合には、マクロ観察が終了すると、ガラス基板をマクロ観察のホルダから取り出し、ローダ等で移動してミクロ観察の別のホルダに移し替えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、ＬＣＤの大型化に伴って複数面取りのガラス基板がさらに大型化する傾向にあり、その重量も大きくなっている。このような大型のガラス基板を保持するホルダでは、ミクロ観察時に振動の影響を受け易くなるために、振動が発生しにくいようにホルダの重量と強度を高めることが要求される。ところが、マクロ観察とミクロ観察とで同一ホルダを用いる場合では、ホルダの重量及び強度を高くすると、ミクロ観察時に振動が生じにくくなる反面、マクロ観察時に重いホルダを揺動させるの大きなパワーのモータとそのモータから発生する内部振動を抑える特別な工夫が必要になるとともに、ホルダの揺動の自由度に規制を受けてしまう。
【０００７】一方、マクロ観察とミクロ観察とを別々の場所で行う場合には、マクロ観察が終了した後に、ガラス基板をマクロ観察のホルダから取り出し、ローダ等で移動してミクロ観察のホルダに移し替えなければならない。このため、ガラス基板の搬送距離が長くなり、ガラス基板の検査作業が煩雑となり、タクトタイムの掛かるものであった。さらに、マクロ検査装置とミクロ検査装置とを別々に並設した場合、両装置間にガラス基板を転送するローダ装置を配置しければならないため、設計、配置の自由度の制限を受けるとともに、これら装置の設置スペースが大きくなってしまう。
【０００８】そこで本発明は、ミクロ観察時の振動の影響を改善し、ガラス基板の検査を容易にかつ短時間で能率よくできる基板検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載による本発明は、基板を目視により検査するマクロ観察又は前記基板の画像を拡大して検査するミクロ観察を行うための基板検査装置において、前記基板を保持するもので、前記ミクロ観察を行うミクロ検査用ホルダと、前記基板を保持するもので、前記ミクロ検査用ホルダに隣接して揺動自在に設けられかつ前記ミクロ検査用ホルダ上方に挿脱可能なマクロ検査用ホルダとを具備したことを特徴とする基板検査装置である。
【００１０】請求項２記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記ミクロ観察用のヘッドと前記ミクロ検査用ホルダとは、相対的に前記基板面に対して平行な平面内で移動自在に設けられたことを特徴とする。
【００１１】請求項３記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記マクロ検査用ホルダは、前記基板を通る一方向を軸として前記基板を揺動させることを特徴とする。
【００１２】請求項４記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記マクロ検査用ホルダは、前記退避方向に対して交差する方向に移動可能であることを特徴とする。
【００１３】請求項５記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記マクロ検査用ホルダは、前記基板面上に中心をおいて前記基板を回動させることを特徴とする。
【００１４】請求項６記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記マクロ検査用ホルダは、前記基板を所望の傾斜角で傾斜させた状態で前記基板を前後方向に移動可能であることを特徴とする。
【００１５】請求項７記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記マクロ検査用ホルダは、前記基板をほぼ垂直に傾斜させた状態で前記基板を前後方向（Ｙ方向）、平行方向（Ｘ方向）、昇降方向（Ｚ方向）に移動可能であることを特徴とする。
【００１６】請求項８記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記マクロ検査用ホルダには、前記基板上の欠陥の座標を検出するポインタが一体に設けられていることを特徴とする。
【００１７】請求項９記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記マクロ検査用ホルダは、前記ミクロ検査用ホルダの上方又は退避位置で前記マクロ観察可能であることを特徴とする。
【００１８】請求項１０記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記マクロ検査用ホルダと、このマクロ検査用ホルダが先端部に回動自在に設けられかつ軸方向に回転可能な支持部材とを有するホルダ機構を備えたことを特徴とする。
【００１９】請求項１１記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記マクロ検査用ホルダは、このマクロ検査用ホルダが先端部に回動自在に設けられかつ軸方向に回転可能な支持部材と、この支持部材を回動させて前記マクロ検査用ホルダを揺動させる揺動回転機構とを備えたことを特徴とする。
【００２０】請求項１２記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記マクロ検査用ホルダは、このマクロ検査用ホルダが先端部に回動自在に設けられかつ軸方向に回転可能な支持部材と、これらマクロ検査用ホルダ及び支持部材を一体的に平行移動させる平行移動機構とを備えたことを特徴とする。
【００２１】請求項１３記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記マクロ検査用ホルダは、このマクロ検査用ホルダが先端部に回動自在に設けられかつ軸方向に回転可能な支持部材と、これらマクロ検査用ホルダ及び支持部材を一体的に昇降させる昇降機構とを備えたことを特徴とする。
【００２２】請求項１４記載による本発明は、請求項１記載記載の基板検査装置において、前記マクロ検査用ホルダは、このマクロ検査用ホルダが先端部に回動自在に設けられかつ軸方向に回転可能な支持部材と、この支持部材を回動させて前記マクロ検査用ホルダを揺動させる揺動回転機構と、これらマクロ検査用ホルダ及び支持部材を一体的に平行移動させる平行移動機構と、これらマクロ検査用ホルダ及び支持部材を一体的に昇降させる昇降機構とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施形態】以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】図１及び図２はＬＣＤに用いられるガラス基板の欠陥検査に適用した基板検査装置の構成図であって、図１は正面図、図２は上方から見た図である。この基板検査装置は、複数枚のガラス基板１を収納するカセットステーション２と、このカセットステーション２に収納されているガラス基板１を取り出し保持して検査装置３に搬送し、かつ検査装置３で検査済みのガラス基板１を取り出し保持してカセットステーション２に戻す搬送ロボット４と、ガラス基板１を目視して検査するマクロ観察又はガラス基板１の画像を拡大して検査するミクロ観察とを行うことによりガラス基板１に対する検査を行うための上記検査装置３と、この検査装置３に搬送されたガラス基板１を保持してＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動自在であると共に、揺動、回転自在に設けられたホルダ機構５とを備えている。これらカセットステーション２、搬送ロボット４、検査装置３及びホルダ機構５は、図面上Ｘ方向に配置されている。
【００２５】上記カセットステーション２は、未検査のガラス基板１を複数枚収納する第１のカセット２ａと、検査済みのガラス基板１を複数枚収納する第２のカセット２ｂとを備えている。これら第１と第２のカセット２ａ、２ｂは、搬送ロボット４の移動方向（矢印イ方向：Ｙ方向）に対して並行方向に配列されている。
【００２６】搬送ロボット４は、矢印イ方向に移動可能であって、多関節のロボットアームの先端にハンドを取付けたロボットアーム４ａ、４ｂを一対備え、さらに一対のハンドを上下に配置して２枚のガラス基板１を同時に搬送できるダブルアーム方式を採用した。この搬送ロボット４は、一方のロボットアーム４ａで第１のカセット２ａに収納されている未検査のガラス基板１を取り出して保持し、この状態で矢印イ方向に移動し１８０°回転して検査装置３に位置決めし、他方のロボットアーム４ｂで検査装置３内のミクロ検査用ホルダ６に置かれている検査済みのガラス基板１を取り出すと同時に一方のロボットアーム４ａで未検査のガラス基板を検査装置３内のミクロ検査用ホルダ６に置く。次に搬送ロボット４は、矢印イ方向に移動し１８０°回転して第２のカセット２ｂに位置決めし、他方のロボットアーム４ｂで保持している検査済みのガラス基板１を第２のカセット２ｂに収納し、再び矢印イ方向に移動して第１のカセット２ａに位置決めする動作を繰り返すものとなっている。
【００２７】又、搬送ロボット４は、第１のカセット２ａに収納されている未検査のガラス基板１を取り出す高さ位置、検査装置３内にガラス基板１を載置又は取り出す高さ位置、第２のカセット２ｂに検査済みのガラス基板１を収納する高さ位置に調整するように矢印ロ方向（Ｚ方向）に昇降自在に設けられている。
【００２８】検査装置３は、例えば同一ステーション内でマクロ観察とミクロ観察とを行えるようにしたもので、これら観察の対象となるガラス基板１を保持してミクロ観察を行うためのミクロ検査用ホルダ６が備えられている。このミクロ検査用ホルダ６は、検査装置３のベース上に固定されたもので、その下方には複数のリフトピン７がガラス基板１の全面に対して所定の間隔で配置されている。これらリフトピン７は、昇降（Ｚ方向）してミクロ検査用ホルダ６上に保持されているガラス基板１を所定の高さだけ持ち上げるものとなっている。
【００２９】検査装置３の上部には、マクロ観察で使用する照明装置８が設けられている。又、ミクロ検査用ホルダ６の上部には、ミクロ観察を行うための顕微鏡９（ミクロ観察用のヘッド）が設けられている。この顕微鏡９は、門型アーム９ａに対して移動自在（Ｘ方向）に設けられている。門型アーム９ａは、ミクロ検査用ホルダ６の両側を挟んでガイドレール上に沿って（Ｙ方向）走行するものとなっている。従って、顕微鏡９は、ミクロ検査用ホルダ６上に保持されたガラス基板１に対してＸＹ方向に移動自在となっている。
【００３０】ホルダ機構５は、図３に示すように回転軸１０に例えばモータを内蔵した回転源１１を介して支持部材１２を設け、かつこの支持部材１２の先端部に貫通して設けられた回転軸１３に固定されたヨ字形状のマクロ検査用ホルダ１４を回転自在に設けたものとなっている。
【００３１】このマクロ検査用ホルダ１４は、回転軸１０と一体的に、ミクロ検査用ホルダ６の上方から退避するＸ方向（回転軸１０の軸方向、ミクロ検査用ホルダ６の上方に挿脱する方向）に移動可能であり、さらに回転軸１０に対して揺動、傾動、反転可能（矢印ハ方向）、上記退避方向（Ｘ方向）に対して交差する方向に移動可能（前後方向：Ｙ方向、平行方向、昇降方向：Ｚ方向）、ガラス基板１の面上のほぼ中心において回転可能（矢印ニ方向）となっている。なお、このガラス基板１を矢印ハ方向に反転可能であることから、ガラス基板１の裏面をオペレータＱ側に向ける反転動作が可能となっている。
【００３２】このようなマクロ検査用ホルダ１４であれば、例えばガラス基板１を所望の傾斜角で傾斜させた状態で前後方向に移動可能となり、さらにはカラス基板１を所望の傾斜角で傾斜させた状態で前後方向、平行方向、昇降方向にそれぞれ移動可能となる。
【００３３】具体的にマクロ検査用ホルダ１４は、上記回転軸１０を中心（Ｘ軸方向を中心に）に矢印ハ方向に回転自在に設けられている。又、マクロ検査用ホルダ１４は、支持部材１２の先端部の回転軸１３を回転中心として矢印ニ方向に回動自在に設けられている。このうちマクロ検査用ホルダ１４を回動運動させる機構は、回転源１１の出力軸（回転軸）１５と、支持部材１２の下面に半径の異なる各プーリを一体化した回転体１６との間にタイミングベルト１７を掛け、かつこの回転体１６と回転軸１３との間にタイミングベルト１８を掛けたものとなっている。
【００３４】従って、回転源１１が回転駆動すると、この回転がタイミングベルト１７を介して回転体１６に伝達され、さらにタイミングベルト１８を介して回転軸１３に伝達されることによって、マクロ検査用ホルダ１４が図４(a)(b)に示すように回動する。同図(a)は支持部材１２とマクロ検査用ホルダ１４とが同一方向を向いており、これをホルダ回転０度とする。同図(b)は支持部材１２に対してマクロ検査用ホルダ１４が９０度回転しており、これをホルダ回転９０度とする。
【００３５】なお、図３及び図４では、マクロ検査用ホルダ１４上にＬＣＤに用いられるガラス基板１が保持されている。
【００３６】又、マクロ検査用ホルダ１４には、欠陥のｘｙ座標を指示するポインタ手段として、例えば図５に示すようにレーザポインタを構成する各レーザ光源１９ａ、１９ｂが備えられている。これらレーザ光源１９ａ、１９ｂは、マクロ検査用ホルダ１４の枠上（マクロ検査用ホルダ１４の縁）に形成された各ガイドスケール２０ａ（ｘ座標）、２０ｂ（ｙ座標）上を移動自在に設けられている。この場合、マクロ検査用ホルダ１４上に基準の座標系ｘ−ｙを設定すると、各レーザ光源１９ａ、１９ｂから出力される各レーザ光Ｌ１、Ｌ２の交差点のｘ，ｙ座標が各レーザ光源１９ａ、１９ｂの位置におけるｘ座標とｙ座標に一致し、この両座標からレーザ光Ｌ１、Ｌ２の交差点のｘｙ座標が求められる。レーザ光源１９ａの位置がｘ座標、レーザ光源１９ｂの位置がｙ座標を示すものとなる。従って、ガラス基板１上の欠陥上に各レーザ光Ｌ１、Ｌ２の交差点が位置するように各レーザ光源１９ａ、１９ｂを移動させれば、欠陥の座標が求められる。
【００３７】なお、各レーザ光源１９ａ、１９ｂは、それぞれモータ及びベルトと連結し、モータの回転によりベルトを駆動して各ガイドスケール２０ａ、２０ｂ上を自動的に移動するように構成することが好ましい。この場合、各レーザ光源１９ａ、１９ｂの移動は、後述する操作部２７へのオペレータＱの操作によって行われるようにすればよい。
【００３８】又、ポインタ手段は、図５に示すＸＹレーザポインタに限られるものではないが、ガラス基板１が揺動、回転することから欠陥位置の座標を正確かつ容易に求めるためにマクロ検査用ホルダ１４上に設けることが好ましい。
【００３９】又、マクロ検査用ホルダ１４上には、ガラス基板１の周縁部を保持するための吸着機構が設けられている。この吸着機構は、ホルダ機構５が揺動、反転してもガラス基板１がマクロ検査用ホルダ１４から取り外れない程度の吸着力を持っている。
【００４０】ホルダ機構５には、図２に示すように回転駆動機構２１、揺動回転機構２２、前後移動機構２３、平行移動機構２４及び昇降機構２５が備えられている。回転駆動機構２１は、図３に示す回転源１１を駆動してマクロ検査用ホルダ１４を矢印ニ方向に回動させ、例えば図４(a)に示すホルダ回転０度や同図(b)に示すホルダ回転９０度の任意の回転角度に、又は３６０°に回転運動させる機能を有している。
【００４１】揺動回転機構２２は、図３に示す回転軸１０を回転させる駆動源を備え、この回転軸１０を回転させてホルダ機構（支持部材１２とマクロ検査用ホルダ部材１４の一体）５を矢印ハ方向に揺動、傾動又は反転させる機能を有している。
【００４２】前後移動機構２３は、図３に示す回転軸１０を含むホルダ機構５全体を図２に示すＹ方向すなわちオペレータＱから見て前後方向に移動させる機能を有している。
【００４３】平行移動機構２４は、図３に示す回転軸１０を含むホルダ機構５全体を図２に示すＸ方向すなわちオペレータＱから見て左右方向に移動させる機能を有している。
【００４４】昇降機構２５は、図１に示すように回転軸１０を含むマクロ検査用ホルダ１４をＺ方向すなわちオペレータＱから見て上下方向に昇降させる機能を有している。
【００４５】このようなホルダ機構５であれば、コンパクトな構成で、マクロ検査用ホルダ１４上にガラス基板１を載置し、吸着機構により吸着保持することにより、回転運動、揺動運動、前後移動、平行移動及び昇降ができるものとなる。
【００４６】制御部２６は、基板検査装置全体の動作を制御するもので、操作部２７からの指令を受けて搬送ロボット３を動作制御してカセットステーション２と検査装置３との間でガラス基板１を搬送させ、さらに上記回転駆動機構２１、揺動回転機構２２、前後移動機構２３、平行移動機構２４及び昇降機構２５をそれぞれ動作制御してホルダ機構５を回転運動、揺動（傾動、反転）運動、前後（Ｙ方向）移動、平行（Ｘ方向）移動及び昇降（Ｚ方向）させる機能を有している。又、制御部２６は、マクロ検査用ホルダ１４上の各レーザ光源１９ａ、１９ｂの各位置から例えば欠陥の座標を求める機能を有している。
【００４７】操作部２７は、検査装置３のオペレータＱが観察するところに設置されるもので、オペレータＱから操作されるホルダ機構５に対する回動運動、揺動運動、前後移動、平行移動及び昇降の指示を制御部２６に送る機能を有している。又、この操作部２７は、搬送ロボット３の動作指令、検査装置３におけるマクロ観察のための照明装置８の点灯の有無の指示、ミクロ観察のために顕微鏡９を移動させて位置決めするための指示などを操作する機能を有している。なお、操作部２７は、図２中において図示する関係上オペレータＱの横側に設けられているが、実際にはオペレータＱの前方に配置されている。
【００４８】次に、上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【００４９】搬送ロボット４は、一対のロボットアーム４ａ、４ｂを動作させ、例えば、一方のロボットアーム４ａで第１のカセット２ａに収納されている未検査のガラス基板１を取り出して保持し、この状態で矢印イ方向に移動し１８０°回転して検査装置３に位置決めし、ガラス基板１を検査装置３内のミクロ検査用ホルダ６上に載置する。このとき検査装置３内に検査済みのガラス基板１があれば、未検査のガラス基板１を検査装置３内に搬入する前に、他方のロボットアーム４ｂでミクロ検査用ホルダ６上に置かれている検査済みのガラス基板１を先に取り出し、これと共に一方のロボットアーム４ａで未検査のガラス基板１をミクロ検査用ホルダ６上に載置する。
【００５０】このガラス基板の搬送のとき搬送ロボット４は、図１に示すように矢印ロ方向に昇降して第１のカセット２ａに収納されている未検査のガラス基板１を取り出す高さ位置、検査装置３内にガラス基板１を搬入又は搬出する高さ位置に調整される。
【００５１】搬送ロボット４により検査装置３内に未検査のガラス基板１が搬入されると、先ずガラス基板１に対するマクロ観察が行われ、続いてミクロ観察が行われる。これらマクロ観察及びミクロ観察は、オペレータＱが操作部２７を操作することによりその操作指示が制御部２６に送られ、この制御部２６の制御により回転駆動機構２１、揺動回転機構２２、前後移動機構２３、平行移動機構２４又は昇降機構２５のいずれか１つ又は組み合わせで動作して行われる。
【００５２】先ず、マクロ観察について検査装置３のミクロ検査用ホルダ６をＸ方向から見た図６〜図１０を参照して説明する。検査装置３内においてガラス基板１は、図６に示すようにミクロ検査用ホルダ６上に正しく位置決めされた状態で載置されている。この状態から複数のリフトピン７が上昇し、図７に示すようにガラス基板１を所定の高さまで持ち上げる。
【００５３】次に、ホルダ機構５は、平行移動機構２４の動作によってＸ方向、すなわち図１及び図２では右側方向に移動し、図８に示すように支持部材１２及びマクロ検査用ホルダ１４が各リフトピン７の間を通ってガラス基板１の下方に挿入される。このとき、ホルダ機構５は、ガラス基板１が正規の位置からずれた場合には、マクロ検査用ホルダ１４上にガラス基板１が正しく載置されるようにＸ方向の他に前後移動機構２３の動作によって前後方向（Ｙ方向）に移動させて位置調整される。又、図示しない位置決め機構によりガラス基板１が基準位置に位置決めされると、吸着作用によりガラス基板１をマクロ検査用ホルダ１４上に吸着保持する。
【００５４】このとき、各リフトピン７が図９に示すように下降し、これによってガラス基板１は、ホルダ機構５のマクロ検査用ホルダ１４上に載せ替えられる。
【００５５】次に、ホルダ機構５は、前後移動機構２３の動作によってオペレータＱ側に移動し、昇降機構２５によりホルダ機構５が回転しても検査装置３の内壁やミクロ検査用ホルダ６に接触しないように上昇した後、揺動回転機構２２の動作によって回転軸１０を中心として所定角度範囲内でガラス基板１を前後に揺動させながらオペレータＱの目視によるマクロ観察が行われる。
【００５６】このホルダ機構５の揺動及びオペレータＱ側への移動によりホルダ機構５は、図１０に示すようにガラス基板１を水平状態から斜め状態にし、かつオペレータＱ側に近付けられる。なお、ホルダ機構５の揺動、オペレータＱ側への移動及び昇降は、同時に動作させてもよし、別々に動作させてもよい。図１０中の示すＲ１はホルダ機構５の揺動、オペレータＱ側への移動及び昇降を同時に動作させたときの支持部材１２の軌跡、同図中のＲ２はオペレータＱ側への移動及び昇降を別々に動作させたときの支持部材１２の軌跡の一例を示している。
【００５７】より具体的にガラス基板１の揺動マクロ観察のときのホルダ機構５におけるマクロ検査用ホルダ１４の動作について説明すると、例えば、このマクロ検査用ホルダ１４は、先ず、昇降機構２５によりマクロ検査用ホルダ１４がミクロ検査用ホルダ６に干渉せず見やすい高さ位置まで上昇すると同時に前後移動機構２３によりマクロ検査用ホルダ１４を前に移動させてオペレータＱ側に近付ける。続いて揺動回転機構２２により所定の角度に傾斜される。このとき、傾斜されたマクロ検査用ホルダ１４上のガラス基板１に対して照明装置８から照明されることによりマクロ検査が行われる。
【００５８】すなわち、ガラス基板１が傾斜してセットされると、照明装置８が点灯されてガラス基板１を照明する。このときガラス基板１の表面に照明光を照射し、その反射光の光学的変化をオペレータＱの目視により観察してガラス基板１の表面上の傷などの欠陥を検出するというマクロ観察が行われる。このマクロ観察では、ガラス基板１の表面からの反射光の光学的変化を観察するためにオペレータＱの操作により揺動回転機構２２を動作させ、ホルダ機構５が所望の傾斜角になるように調整される。
【００５９】なお、マクロ検査用ホルダ１４を傾斜させるとき、予めマクロ検査用ホルダ１４を上昇させるので、このマクロ検査用ホルダ１４がミクロ検査用ホルダ６に接触することはない。
【００６０】次に、マクロ検査用ホルダ１４は、揺動回転機構２２により揺動され、この揺動中のガラス基板１に対して照明装置８から照明されることによりマクロ検査が行われる。
【００６１】次に、マクロ検査用ホルダ１４は、回転駆動機構２１により図３に示す矢印ニ方向に回動され、ガラス基板１を当該ガラス基板１上の欠陥の種類（欠陥の方向）に応じて欠陥が見やすい角度、例えば図４(b)に示すホルダ角度９０°若しくは３６０°に回転移動する。これにより、ガラス基板１に対して照明装置８から照明されることによりマクロ検査が行われる。
【００６２】次に、マクロ検査用ホルダ１４は、揺動回転機構２２によりマクロ検査用ホルダ１４をほぼ垂直な状態まで回動させた後、前後移動機構２３によりオペレータＱ側に近付けるように移動（Ｙ方向）し、さらに平行移動機構２４によりオペレータＱに対して左右方向（Ｘ方向）に移動されるとともに、昇降機構２５によりＺ方向に昇降され、これによりガラス基板１上の欠陥がオペレータＱにより最も観察しやすい所望の位置、例えばオペレータＱの前方に移動される。
【００６３】このとき、オペレータＱは、操作部２７を操作し、マクロ検査用ホルダ１４をＸＹＺ方向に移動し、例えばオペレータＱの目の前に欠陥Ｇを移動させるので、オペレータＱは観察位置から移動しないでも、前方の観察しやすいところに欠陥Ｇの部分を移動させることができる。又、ガラス基板１の欠陥によっては、透過照明の方が見え易い場合があるので、バックライトを用意するのが好ましい。
【００６４】次に、ガラス基板１の裏面のマクロ観察を行う場合は、図１１に示すようにホルダ機構５は、ガラス基板１の表面のマクロ観察をしている状態から揺動回転機構２２の動作によって回転軸１０を中心として反転される。そして、ガラス基板１の裏面がオペレータＱ側を向いた状態で斜め方向でセットされると、上記同様に照明装置８が点灯されてガラス基板１の裏面を照明する。このようにガラス基板１の裏面に照明光を照射し、その反射光の光学的変化をオペレータＱの目視により観察してガラス基板１の裏面上の傷などの欠陥を検出するというマクロ観察が行われる。
【００６５】又、ガラス基板１の表面又は裏面のマクロ観察において、図１２に示すように照明装置８の照明光の照射領域Ｗがガラス基板１の全面に照射されず、一部分の狭い領域である場合がある。この場合、ホルダ機構５は、平行移動機構２４の動作によってマクロ検査用ホルダ１４をＸ方向又はＹ方向に平行移動させる。この場合、マクロ検査用ホルダ１４をＸ方向に移動させることによりガラス基板１は、図１３に示すように図中右側方向に移動し、欠陥Ｇが照明光の照射領域Ｗに入る。
【００６６】又、ガラス基板１には、規則的なパターンが形成されたものがある。このようなガラス基板１では、図４(a)に示すようにガラス基板１を横方向に載置して揺動するのでは、パターンの配列方向や当該ガラス基板１面上の欠陥等を検出できないことがある。このパターン特有の欠陥もその方向によっては検出できないものである。この場合、オペレータＱによる操作部２７への操作によりホルダ機構５は、回転駆動機構２１の駆動によって回転源１１を回動駆動する。この回動駆動は、タイミングベルト１７を介して回転体１６に伝達され、さらにタイミングベルト１８を介してマクロ検査用ホルダ１４の回転軸に伝達される。
【００６７】これによりマクロ検査用ホルダ１４は、回動し、例えば図４(b)に示すようにホルダ回転９０度の状態となる。このホルダ回転９０度の状態であれば、規則的なパターンが形成されたガラス基板１に照明光を照射してマクロ観察することが可能となる。又、ガラス基板１面上に形成されているパターンが互いに直交している２つのパターンであれば、例えばマクロ検査用ホルダ１４を４５度の回動角度の状態にすれば、両方のパターンに対する欠陥を同時にマクロ観察することが可能となる。
【００６８】例えば、ホルダ回転９０度の状態において、ガラス基板１の表面からの反射光の光学的変化を観察するためにオペレータＱの操作により揺動回転機構２２を動作させ、ホルダ機構５が所望の傾斜角になるように調整することができる。
【００６９】又、上記同様に、ホルダ回転９０度の状態でガラス基板１の裏面のマクロ観察を行う場合でも、オペレータＱの操作によりホルダ機構５を揺動回転機構２２の動作によって反転させることによってガラス基板１の裏面上のマクロ観察が可能である。
【００７０】さらに、ホルダ回転９０度の状態でのガラス基板１の表面又は裏面のマクロ観察において、照明装置８の照明光の照射領域Ｗがガラス基板１の全面に照射されない場合には、ホルダ機構５を平行移動機構２４の動作によってＸ方向に平行移動やＹ方向に前後移動、さらにＺ方向に昇降させることによってオペレータＱの前方の観察しやすいところに欠陥Ｇの部分を配置することが可能である。
【００７１】以上のような各マクロ観察において、ガラス基板１の表面又は裏面に欠陥Ｇが検出されると、図５に示すレーザポインタを構成する各レーザ光源１９ａ、１９ｂからそれぞれレーザ光Ｌ１、Ｌ２が出力され、この状態に各レーザ光源１９ａ、１９ｂがオペレータＱの手動によって各レーザ光Ｌ１、Ｌ２の交差点が欠陥Ｇ上に位置するように各ガイドスケール２０ａ、２０ｂ上に移動される。なお、自動操作の場合は、オペレータＱが操作部２７を操作することによって各レーザ光源１９ａ、１９ｂが各ガイドスケール２０ａ、２０ｂ上を移動する。
【００７２】各レーザ光Ｌ１、Ｌ２の交差点が欠陥Ｇ上に位置すると、このときのレーザ光源１９ａの位置がｘ座標、レーザ光源１９ｂの位置がｙ座標を示すものとなり、従って、ガラス基板１上の欠陥Ｇの座標（ｘ，ｙ）が求められる。この欠陥Ｇの座標（ｘ，ｙ）は、制御部２６に記憶される。
【００７３】マクロ観察が終了すると、ホルダ機構５は、回転駆動機構２１、揺動回転機構２２、前後移動機構２３、平行移動機構２４及び昇降機構２５の動作によりガラス基板１を水平状態に戻す。そして、リフトピン７が上昇してガラス基板１を支持し、このときホルダ機構５は、ガラス基板１に対する吸着を停止し、マクロ検査用ホルダ１４をガラス基板１の下方から抜き出しミクロ検査用ホルダ６上から退避させる。この後、リフトピン７が下降してガラス基板１をミクロ検査用ホルダ６上に載置する。
【００７４】次に、ミクロ観察が行われる。このミクロ観察は、マクロ観察で検出されたガラス基板１の欠陥Ｇの部分を顕微鏡９を用いて拡大して観察する。顕微鏡９は、マクロ観察で検出された欠陥Ｇの座標（ｘ，ｙ）に基づいて門型アーム９ａ上でのＸ方向への移動、門型アーム９ａのＹ方向への移動によってガラス基板１の上方でＸＹ方向に移動する。そして、顕微鏡９は、ガラス基板１上の欠陥Ｇの上方で停止し、欠陥Ｇの拡大像を捕らえる。この拡大像は、例えばＣＤＤ等の撮像装置によって撮像され、モニタテレビジョンに映し出される。
【００７５】マクロ観察及びミクロ観察が終了すると、搬送ロボット４は、既に一方のロボットアーム４ａで未検査のガラス基板１を保持している状態にある。従って、他方のロボットアーム４ｂで検査装置３内の検査済みのガラス基板１が取り出されて保持され、これ共に一方のロボットアーム４ａで未検査のガラス基板が検査装置３内に載置される。そして、搬送ロボット４は、矢印イ方向に移動し回転して第２のカセット２ｂに位置決めし、他方のロボットアーム４ｂで保持している検査済みのガラス基板１を第２のカセット２ｂに収納し、再び矢印イ方向に移動して第１のカセット２ａに位置決めする。
【００７６】このように上記一実施の形態においては、ガラス基板１を目視して検査するマクロ観察又はガラス基板１の画像を拡大して検査するミクロ観察とを行う基板検査装置に、ガラス基板１を保持してミクロ観察を行うための固定されたミクロ検査用ホルダ６と、ガラス基板１を保持してミクロ検査用ホルダ６の上方で揺動回転自在でかつＸＹＺ方向に移動可能に設けられたマクロ検査用ホルダ１４とを備えたので、ガラス基板１に対するマクロ観察とミクロ観察とを同一位置で行うことができ、従来のようにマクロ観察とミクロ観察とを別々の装置で行う場合と比較して装置の設置スペースを小さくでき、装置全体のコンパクト化ができる。
【００７７】上記の如くマクロ観察とミクロ観察とを同一位置で行うことができるので、マクロ観察とミクロ観察との別々の装置間にガラス基板１を搬送することがなくなり、ガラス基板１の検査時間を短縮でき、タクトタイムを短くできる。
【００７８】すなわち、検査装置３においてマクロ観察とミクロ観察とが同一位置でできるので、従来のようにマクロ観察とミクロ観察とを別々の装置まで移送して行うのでなく、ガラス基板１をマクロ検査用ホルダ１４又はミクロ検査用ホルダ６に載せ替えると同時にマクロ観察又ミクロ観察を行うことが可能になるので、検査時間を短縮できる。カセットステーション２に収納されているガラス基板１を搬送ロボット４により取り出し検査装置３に搬送した後は、この検査装置３内においてガラス基板１のマクロ観察及びミクロ観察が行なわれ、このマクロ／ミクロ観察検査済みのガラス基板１を搬送ロボット４により検査装置３から取り出してカセットステーション２に搬送するというような一連の検査動作の時間を短縮でき、検査の能率を向上できる。
【００７９】又、ミクロ検査用ホルダ６を固定にすることによりミクロ観察時に振動の影響を受けることなく検査ができ、ガラス基板１が振動することなく、顕微鏡９による欠陥Ｇ等の拡大画像を鮮明に高画質で得ることができ、ミクロ観察の性能を向上できる。さらにマクロ検査用ホルダ１４を別体にし退避可能に設けることによりガラス基板１の揺動の自由度及び設計の自由度を向上させることができる。
【００８０】マクロ観察においてマクロ検査用ホルダ１４を回転運動、揺動運動、前後移動、平行移動及び昇降させるので、例えば、マクロ検査用ホルダ１４を、先ず上昇させ、続いて傾斜させてマクロ検査を行い、次に、揺動させてマクロ検査を行い、次に回動させてガラス基板１を当該ガラス基板１上の欠陥の種類（欠陥の方向）に応じてオペレータＱから欠陥が観察可能となる角度にしてマクロ検査を行い、次にオペレータＱ側に近付けるように前後方向に移動させ、さらにオペレータＱに対して左右方向に移動されるとともに、Ｚ方向に昇降させ、これによりガラス基板１上の欠陥をオペレータＱにより最も観察しやすい所望の位置、例えばオペレータＱの前方に移動させることができる。さらにマクロ検査用ホルダ１４を回動させてガラス基板１を反転して、ガラス基板１の裏面をマクロ観察できる。
【００８１】すなわち、検査装置３でのマクロ観察においてガラス基板１を保持するマクロ検査用ホルダ１４を、回動運動、揺動運動、前後移動、平行移動及び昇降させることができ、ガラス基板１の表面と裏面とのマクロ観察がオペレータＱの操作部２７への操作だけで容易にできる。
【００８２】なお、マクロ検査用ホルダ１４を前後移動（Ｙ方向）及び平行移動（Ｘ方向）させることにより、ガラス基板１がミクロ観察時の基準位置からずれたときの位置ずれを修正できる。
【００８３】又、ホルダ機構５は、支持部材１２と、この支持部材１２の先端に対して回転自在に設けられたマクロ検査用ホルダ１４とから構成し、支持部材１２とマクロ検査用ホルダ１４とを一体的に揺動運動、前後移動、平行移動及び昇降させる各機構を備えたので、当該ホルダ機構５をコンパクトで安価にできる。
【００８４】さらに、マクロ観察の場合には、マクロ検査用ホルダ１４を、傾斜させ、オペレータＱ側に近付けるように前後方向に移動させ、さらにオペレータＱに対して左右方向に移動させるとともに、Ｚ方向に昇降させることができるので、オペレータＱからガラス基板１を見易い傾斜角度に調整することができる上、オペレータＱとガラス基板１との間隔を遠くすることなく、ガラス基板１の表面又は裏面が見易いところまで近付けることができ、オペレータＱからガラス基板１が見易くマクロ観察で欠陥Ｇを検出し易くなる。
【００８５】又、マクロ観察での照明装置８の照明光の照射領域Ｗが狭い領域であっても、マクロ検査用ホルダ１４を平行移動機構２４の動作によってＸ−Ｙ方向に平行移動やＺ方向に昇降するだけで、部分照明光で大型ガラス基板１の全面を照射することができる。さらに、オペレータＱが観察位置から移動しないでも、例えばオペレータＱの前方の観察しやすい視野範囲に部分照明を照射しマクロ検査用ホルダ１４をＸ−Ｙ方向にラスタスキャンさせることもできる。特に大型のガラス基板１のマクロ観察には有効である。又、照射領域Ｗの小さな照明装置８を使用できる。従って、例えば大型のガラス基板１を照射領域Ｗの小さな照明装置８を使用してマクロ照明する場合のようなガラス基板１の一部分にしかマクロ照明できない場合には、マクロ検査用ホルダ１４をＸ方向やＺ方向に移動することで、ガラス基板１の全面をマクロ観察できる。
【００８６】さらに、規則的なパターンが形成されたガラス基板１であっても、マクロ検査用ホルダ１４を回転駆動機構２１の駆動によって回動運動させることによって例えばホルダ回転９０度や４５度などの状態にすれば、規則的なパターンが形成されたガラス基板１でもオペレータＱは回動指示を操作部２７に与えるだけでマクロ観察が可能となる。
【００８７】マクロ観察でガラス基板１上に欠陥Ｇが検出された場合には、レーザポインタを構成する各レーザ光源１９ａ、１９ｂからそれぞれレーザ光Ｌ１、Ｌ２の交差点を欠陥Ｇ上に位置するように移動すれば、欠陥Ｇの座標（ｘ，ｙ）を容易に求めることができる。そして、この欠陥Ｇの座標（ｘ，ｙ）は、ミクロ観察での欠陥位置情報として使用できる。
【００８８】この欠陥Ｇの座標（ｘ，ｙ）は、マクロ検査用ホルダ１４にレーザポインタを構成する各レーザ光源１９ａ、１９ｂを備えたので、ホルダ機構５が回動運動、揺動運動、前後移動、平行移動及び昇降してもマクロ検査用ホルダ１４上に固有の座標系ｘ−ｙは変化することなく、常に同じ座標系ｘ−ｙで欠陥Ｇの座標（ｘ，ｙ）を得ることができる。
【００８９】ミクロ観察では、マクロ観察で検出されたマクロ検査用ホルダ１４上の固有の座標系ｘ−ｙでの欠陥座標（ｘ，ｙ）に基づいて顕微鏡９を移動させるので、マクロ観察においてホルダ機構５が回動運動、揺動運動、前後移動、平行移動及び昇降しても、固定されたミクロ検査用ホルダ６上のガラス基板１の欠陥Ｇの位置に正確に顕微鏡を位置合わせすることができる。
【００９０】なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００９１】さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００９２】例えば、上記一実施の形態は、次の通り変形してもよい。例えば、ホルダ機構５は、図１４に示すようにモータ等の回転源３０を設け、この回転源３０の回転出力に回転軸３１を連結する。そして、この回転軸３１に連結部材３２を介して上記回転軸１０を連結してもよい。このように構成しても上記一実施の形態と同様にマクロ観察においてホルダ機構５を旋回運動、揺動運動、前後移動、平行移動及び昇降させることができる。
【００９３】又、ホルダ機構５は、検査装置３から退避した当該検査装置３に隣接した位置においてマクロ観察可能としてもよい。なお、この検査装置３の隣接位置をマクロステーションの専用の位置としてもよい。すなわち、ホルダ機構５のマクロ検査用ホルダ１４は、検査装置３に隣接した位置において回転軸１０に対して揺動、傾動、反転可能（矢印ハ方向）、上記退避方向（Ｘ方向）に対して交差する方向に移動可能（前後方向：Ｙ方向、平行方向、昇降方向：Ｚ方向）、ガラス基板１の面上のほぼ中心をおいてミクロ検査用ホルダ６を回転可能（矢印ニ方向）となる。又、この検査装置３に隣接した位置には、その上方にマクロ照明装置が備えられている。
【００９４】これにより、上記一実施の形態と同様に、例えば、マクロ検査用ホルダ１４を、先ず上昇させ、続いて傾斜させてマクロ検査を行い、次に、揺動させてマクロ検査を行い、次に回動させてガラス基板１を当該ガラス基板１上の欠陥の種類（欠陥の方向）に応じてオペレータＱから欠陥が観察可能となる角度にしてマクロ検査を行い、次にオペレータＱ側に近付けるように前後方向に移動させ、さらにオペレータＱに対して左右方向に移動されるとともに、Ｚ方向に昇降させ、これによりガラス基板１上の欠陥をオペレータＱにより最も観察しやすい所望の位置、例えばオペレータＱの前方に移動させることができる。さらにマクロ検査用ホルダ１４を回動させてガラス基板１を反転して、ガラス基板１の裏面をマクロ観察できる。
【００９５】このように検査装置３に隣接した位置においてマクロ観察を行うことができるので、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができるとともに、検査装置３では、ミクロ観察用の顕微鏡９や門型アーム９ａなどからの反射光による外乱光の影響、さらにはこれら外乱光による背景への影響を受け易いが、これらの影響を全く受けずに、目視によるマクロ観察の精度を高めることができる。但し、ホルダ機構５を退避させることからタクトタイムが上記一実施の形態よりも多少かかるが、それよりも目視によるマクロ観察の精度が高くなる方が検査に対する効果が大きい。
【００９６】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ミクロ観察時の振動の影響を改善し、ガラス基板の検査を容易にかつ短時間で能率よくできる基板検査装置を提供できる。
【出願人】 【識別番号】００００００３７６
【氏名又は名称】オリンパス光学工業株式会社
【出願日】 平成１２年１０月２５日（２０００．１０．２５）
【代理人】 【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外４名）
【公開番号】 特開２００１−１９４３１１（Ｐ２００１−１９４３１１Ａ）
【公開日】 平成１３年７月１９日（２００１．７．１９）
【出願番号】 特願２０００−３２５８５５（Ｐ２０００−３２５８５５）