(57)【要約】【課題】基板の搬送部を検査者から隔離しつつ、低コストで基板の回転角度のアライメントを行うことができる基板検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】ウエハ７を載置し、ウエハ７の法線回りに回転可能に支持するウエハ載置台５と、ウエハ載置台５を支持し、ウエハ７に平行な面内で移動する電動ＸＹステージと、電動ＸＹステージを移動させるジョイスティック２と、ウエハ載置台５に固定され、ウエハ７の半径方向に延びるつまみ６と、ウエハ載置台５上のウエハ７の表面を観察する顕微鏡３と、電動ＸＹステージによるつまみ６の動作範囲内において顕微鏡３に対して固定され、ウエハ７の法線方向に延びるピン８とを備える基板検査装置１を採用する。【選択図】図１
2010014676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置し、前記基板の法線回りに回転可能に支持する回転載置台と、
該回転載置台を支持し、前記基板に平行な面内で移動するステージ部と、
該ステージ部を移動させる操作部と、
前記回転載置台に固定され、前記基板の半径方向に延びるレバー部と、
前記回転載置台上の前記基板の表面を観察する観察部と、
前記ステージ部による前記レバー部の動作範囲内において前記観察部に対して固定され、前記基板の法線方向に延びる突当部と
を備える基板検査装置。
【請求項２】
前記観察部により観察された前記基板表面のパターンに基づいて前記基板の回転角度を算出し、該回転角度に基づいて前記ステージ部を移動させる請求項１に記載の基板検査装置。
【請求項３】
前記基板の回転方向に対して固定され、前記基板の回転角度を検出するセンサを備え、
該センサにより検出された回転角度に基づいて、前記ステージ部を移動させる請求項１に記載の基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を移動可能なステージを備えた基板検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、収納カセットから取り出した基板を、搬送装置によりマクロ検査用載置台に受け渡してマクロ検査を行い、次にミクロ検査用のステージに受け渡して顕微鏡によるミクロ検査を行う基板検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。ミクロ検査用のステージは、基板表面に沿うＸＹ方向の搬送動作および基板の法線回りの回転動作が可能なＸＹθステージとなっている。
【０００３】
また、このようなミクロ検査用のステージに基板を回転させる回転モータおよび基板の外周縁を検出するセンサを設け、このセンサにより基板のノッチやオリエンテーションフラットを検出して、回転モータにより回転角度のアライメントを行う方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
次に、ＸＹ方向の移動を電動で行い、基板の法線回りの回転動作に関して回転モータを備えず、手動で行う場合を考える。ミクロ検査では基板上の複数のチップについて抜き取り検査を行うが、予め指定されるチップは中心線に対称な位置を指定する場合が多く、例えば、下方にノッチを位置させ、基板の中心とノッチとを結ぶ線に対称にチップを指定したとき、回転角度のズレがあると右左方向の操作により観察位置が上下方向にズレていってしまうということが発生する。そこで、回転角度のズレを調整するために、ステージに突出した棒状のつまみを設け、顕微鏡を覗きながらつまみを手動で操作することにより、回転角度のアライメントを行う方法が考えられる。
【特許文献１】特開２００５−２６８５３０号公報
【特許文献２】特開平１０−７０１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、基板を回転させる回転モータおよび基板の外周縁を検出するセンサを設ける方法では、ミクロ検査用のステージに回転モータとその制御装置を設置しなければならず、装置コストが大きく増加する。
また、基板の法線回りの回転を手動で行う方法では、近年、塵埃の付着による基板の欠陥が問題となっており、基板の搬送部を検査者から隔離した装置が求められている。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基板の搬送部を検査者から隔離しつつ、低コストで基板の回転角度のアライメントを行うことができる基板検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、基板を載置し、前記基板の法線回りに回転可能に支持する回転載置台と、該回転載置台を支持し、前記基板に平行な面内で移動するステージ部と、該ステージ部を移動させる操作部と、前記回転載置台に固定され、前記基板の半径方向に延びるレバー部と、前記回転載置台上の前記基板の表面を観察する観察部と、前記ステージ部による前記レバー部の動作範囲内において前記観察部に対して固定され、前記基板の法線方向に延びる突当部とを備える基板検査装置を採用する。
【０００８】
本発明によれば、操作部によりステージ部を動作させて回転載置台を移動させ、回転載置台に固定されたレバー部を観察部に対して固定された突当部に突き当てることによって、回転載置台に対して基板の法線回りの回転力を付与し、回転可能に支持された基板を回転させることができる。これにより、基板を回転させるための回転モータ等を必要とせずに基板を回転させて、作業者が観察しやすい角度で観察部により基板の表面を観察することができる。
【０００９】
上記発明において、前記観察部により観察された前記基板表面のパターンに基づいて前記基板の回転角度を算出し、該回転角度に基づいて前記ステージ部を移動させることとしてもよい。
基板表面のパターンから基板の回転角度を算出し、この回転角度に基づいてステージ部を移動させて基板を回転させることで、容易に基板を作業者が観察しやすい角度とすることができる。
【００１０】
上記発明において、前記基板の回転方向に対して固定され、前記基板の回転角度を検出するセンサを備え、該センサにより検出された回転角度に基づいて、前記ステージ部を移動させることとしてもよい。
基板の回転方向に対して固定されたセンサにより、例えば、基板の所定位置に設けられたノッチやオリエンテーションフラット等の特定形状を検出して基板の回転角度を算出し、この回転角度に基づいてステージ部を移動させて基板を回転させることで、容易に基板を作業者が観察しやすい角度とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板の搬送部を検査者から隔離しつつ、低コストで基板の回転角度のアライメントを行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
〔第１の実施形態〕 
以下に、本発明の第１の実施形態に係る基板検査装置について、図面を参照して説明する。
図１および図２に示すように、基板検査装置１は、ウエハ（基板）７を収納するカセット１０と、カセット１０からウエハ７を取り出し、マクロ検査装置１１に配置する搬送ロボット（不図示）と、マクロ検査位置からミクロ検査を行うための移動を行う回転搬送装置（不図示）と、回転搬送されたウエハ７を回転軸９回りに回転可能に載置するウエハ載置台（回転載置台）５と、ウエハ載置台５をウエハ７の面に平行で検査者の左右方向である一軸方向に移動可能に支持するステージ４０と、ステージ４０をウエハ７の面に平行で検査者の前後方向の一軸方向に移動させるステージ４と、ステージ４を支持するベース１６と、ベース１６に対して固定されてウエハ７の表面を観察する顕微鏡（観察部）３と、ウエハ載置台５に固定されてウエハ７の略半径方向に延びるつまみ（レバー部）６と、顕微鏡３に対して固定されてウエハ７の法線方向に延びるピン（突当部）８と、ステージ４の動作を操作するジョイスティック（操作部）２とを備えている。
【００１３】
ウエハ載置台５は、モータ等の回転機構を有せず、通常は摩擦抵抗等により固定されており、つまみ６にウエハ７の外周円の接線方向に力を与えることにより回転するようになっている。
【００１４】
ステージ４とステージ４０は、その上に載置されたウエハ７をベース１６に対して移動させるようになっている。具体的には、図４に示すように、ステージ４は、ガイドレール４１と不図示のモータおよびボールネジによる移動機構を備え、ステージ４０は、ガイドレール４１に沿ってステージ４に対して矢印Ｘで示す方向に移動するステージとなっている。また、ベース１６は、ガイドレール５１，５２と不図示のモータおよびボールネジによる移動機構を備え、ステージ４は、ガイドレール５１，５２に沿ってベース１６に対して矢印Ｙで示す方向に移動するステージとなっている。
すなわち、ステージ４０とステージ４とで電動ＸＹステージ（ステージ部）を構成している。電動ＸＹステージは、不図示のＰＣ等による制御部により、予め設定された座標位置に自動移動可能となっている。また、現在の顕微鏡３の観察像の中心の座標位置は、回転軸９の位置を原点としてモータの回転数等により検出でき、制御部の記憶部に記憶されるようになっている。
【００１５】
ピン８は、顕微鏡３に対して固定されており、つまみ６は、ステージ４とステージ４０を移動させることにより、ピン８に接触可能な所定の範囲を移動する。
ジョイスティック２は、電動ＸＹステージの操作装置であり、ステージ４をベース１６に対してＹ方向に移動するとともに、ウエハ載置台５（ステージ４０）をステージ４に対してＸ方向に移動する操作ができるようになっている。以下、ウエハ載置台５とＸ軸方向に移動するステージ４０は一体とみなせるので、代表としてウエハ載置台５として説明する。
【００１６】
上記構成を有する基板検査装置１の動作について、図３に示すフローチャートに従って以下に説明する。
まず、初期動作として、ステージ４を作動させて、ウエハ載置台５をウエハ７の受け取り位置（初期位置）に移動させる（Ｓ０）。この際、例えば、ウエハ載置台５に固定されたピン（図示略）をベース１６に固定されたＶ溝（図示略）に当て付けることで、ウエハ載置台５の回転角度が初期方向、すなわち、ベース１６に対して所定の角度（例えば、図４の矢印Ｘに沿う方向）となるようにする。
【００１７】
回転搬送装置により搬送されたウエハ７をステージ４上のウエハ載置台５に載置する（Ｓ１）。ここで、ウエハ載置台５は、ウエハ７の外周部に沿って落とし込まれる形状の載置部１７，１８を有しているので、ウエハ７の中心とウエハ載置台５の回転軸９は一致している。回転方向のズレがある場合、このズレを検出してアライメントを取る必要がある。
ステージ４は、予め設定されたウエハ７上のアライメントポイントＡが、顕微鏡３による観察像の中心位置、すなわち、顕微鏡３の対物レンズの光軸位置となるように、不図示の操作パネル上のボタン操作によりウエハ載置台５を事前入力された座標情報に基づいて自動的に移動させる（Ｓ２）。ここでは、アライメントポイントＡは、ノッチ位置をＹ軸マイナス方向にした場合に、ウエハ７表面のパターンの左上チップの左上の角部であるとして説明する。また、アライメントポイントＡは、予め回転方向のズレがない場合の座標が入力装置により入力され、制御部の記憶部に記憶されているものとする。また、顕微鏡３の接眼レンズには、中心位置（光軸位置）が分かるように十字のレチクルが設けられているものとする。
【００１８】
そして、観察像の中心位置とアライメントポイントＡの位置とに位置ずれがある場合には（Ｓ３）、ジョイスティック２を操作することにより、観察像の中心位置とアライメントポイントＡの位置とを一致させる（Ｓ４）。また、このときのアライメントポイントＡの座標を記憶する。
【００１９】
次に、ステージ４は、ウエハ７上のアライメントポイントＢが、顕微鏡３の光軸を示すレクチルを基に、顕微鏡３の観察像の中心位置となるようにウエハ載置台５を自動的に移動させる（Ｓ５）。ここでは、アライメントポイントＢは、ウエハ７の中心とノッチを結ぶ線で折り返したアライメントＡに対向する位置、すなわち、ウエハ７表面のパターンの右上チップの右上の角部であるとして説明する。なお、この説明では最上部のチップとしたが、同じ列の最も離れたチップの同じＹ軸方向の高さとなる位置とすることが望ましい。また、アライメントポイントＢは、アライメントポイントＡと同様に、予め回転方向のズレがない場合の座標が入力装置により入力され、制御部の記憶部に記憶されているものとする。
【００２０】
そして、観察像の中心位置とアライメントポイントＢの位置とに位置ずれがある場合には（Ｓ６）、ジョイスティック２を操作することにより、観察像の中心位置とアライメントポイントＢの位置とを一致させる（Ｓ７）。そして、その座標を記憶する。
【００２１】
ここで、アライメントポイントＡからアライメントポイントＢに移動する際、回転方向の角度ズレがなければ、Ｘ方向の移動のみでアライメントポイントＢが観察像の中心位置に来るはずである。しかし、図４に示されるように、アライメントポイントＢが観察像の中心位置からズレており、ジョイスティック２の操作により観察像の中心位置にアライメントポイントＢの位置を一致させる必要がある場合がある。これは、ウエハ７表面のパターンの縦横配列方向と電動ＸＹステージの移動方向とが一致していない、つまりアライメントが取れていないことを意味している。この場合、顕微鏡３による観察を行うためにはウエハ７の回転角度のアライメントを行う必要がある。
【００２２】
そこで、アライメントポイントＡとアライメントポイントＢの座標に基づいてウエハ７の回転角度を算出し、該回転角度に基づいてウエハ載置台５を回転させる（Ｓ８）。この際の具体的な方法を、図１１を用いて以下に説明する。
事前に回転角度のズレがない場合の理想状態のアライメントポイントＡとアライメントポイントＢの座標が入力されている。Ｓ３またはＳ４で観察像の中心にＡ点をアライメントポイントＡとして合わせ、操作部によりその座標を登録する。そして、Ｓ５では、入力されたアライメントポイントＢのアライメントポイントＡとの相対座標情報に従って、ウエハ載置台５のみを移動させ、アライメントポイントＢがあるはずのＢ点に移動するが、実際にはＢ´点にアライメントポイントＢがある。そこで、ジョイスティック２によりステージ４とウエハ載置台５、つまり電動ＸＹステージを動かし、Ｂ´点に観察像の中心を合わせ、操作部によりその座標を登録する。Ｓ８では、Ａ点とＢ´点の座標より回転角度のズレθ（度）を導出する。そして、ウエハ７をθ（度）だけ時計回りに回転させることで、回転角度のズレを知ることができるので、予め設定されているプログラムにより自動でウエハ載置台５を移動させ、ウエハ載置台５に固定されたつまみ６と顕微鏡３に固定されたピン８とを接触させて、ウエハ載置台５に対して回転力を付与し、ステージ４により回転可能に支持されたウエハ載置台５を回転軸９回りに回転させる。
【００２３】
つまみ６にピン８を接触させて回転角度のズレを修正した様子が図５に示されている。図５に示されるように、つまみ６とピン８とを接触させることで、ウエハ７表面のパターンの配列方向と電動ＸＹステージの移動方向のアライメントをとることができる。
その後、図６に示すように、再びウエハ載置台５を顕微鏡３の観察位置に移動させ、顕微鏡３によるウエハ７の観察を行う。
【００２４】
以上のように、本実施形態に係る基板検査装置１によれば、ジョイスティック２により電動ＸＹステージを作動させ、ウエハ載置台５に固定されたつまみ６をベース１６に対して固定されたピン８に突き当てることによって、ウエハ載置台５に対して回転軸９回りの回転力を付与し、回転可能に支持されたウエハ載置台５を回転させることができる。これにより、ウエハ載置台５を回転させるための回転モータ等を必要とせずに、ウエハ載置台５およびその上に載置されたウエハ７を回転させて、回転角度のアライメントを行うことができる。
【００２５】
〔第２の実施形態〕 
次に、本発明の第２の実施形態について以下に説明する。
本実施形態に係る基板検査装置が第１の実施形態と異なる点は、センサによりウエハ７の回転角度を検知して回転角のアライメントを行う点である。以下、本実施形態に係る基板検査装置について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００２６】
図８に示すように、本実施形態に係る基板検査装置２０は、ウエハ載置台５の回転方向に対して固定され、ウエハ７の所定位置に設けられたノッチを検出するノッチセンサ２１を備えている。ノッチセンサ２１は、例えば、発光素子と受光素子がウエハ７の端部をはさむように設けられた透過センサであり、ステージ４に設けられている。ノッチセンサ２１は、図１３に示すように、回転角度のズレがあるときには発光素子からの光がウエハ７の外周部で遮光される。また、図１４に示すように、回転角度のズレがないときには発光素子からの光がノッチを通過して受光素子により検出されるようになっている。なお、微小な角度ズレまで問題となる場合には、透過光量が所定量を超えたときにアライメントがとれたものとしてもよい。
【００２７】
上記構成を有する基板検査装置２０の動作について、図７に示すフローチャートに従って以下に説明する。
まず、ウエハ載置台５をウエハ７の受け取り位置に移動させて、ウエハ７をステージ４上のウエハ載置台５に載置する（Ｓ１１）。
ステップＳ１２では、制御部は、ステージ４とウエハ載置台５を移動させ、つまみ６とピン８とを接触させる。このとき、ウエハ載置台５の位置は予め設定された位置とする。そして、ステージ４をＹ方向に動かし、ウエハ載置台５に対して回転力を付与する。これにより、回転可能に支持されたウエハ載置台５を回転軸９回りに回転させる。回転により、ノッチセンサ２１は、図１２に示すような光量の変化を検出し、ピークとなった角度をノッチとして検出する（Ｓ１２）。
ここで、ウエハ載置台５のＸ軸方向の位置を設定された位置としたとき、つまみ６とピン８の接触するステージ４のＹ軸方向の位置とウエハ載置台５の回転角度の関係を予めルックアップテーブルとして作成しておくものとする。
【００２８】
そして、制御部により、ノッチとして検出した角度にするため、再度ピン８につまみ６を接触させることにより、図９に示されるように、ウエハ７表面のパターンの配列方向と電動ＸＹステージの移動方向とを容易に一致させることができる（Ｓ１３）。
その後、図１０に示されるように、再びウエハ載置台５を顕微鏡３の観察位置に移動させ、顕微鏡３によるウエハ７の観察を行う。
【００２９】
以上のように、本実施形態に係る基板検査装置２０によれば、ノッチセンサ２１により、ウエハ７の所定位置に設けられたノッチの回転角度を検出し、この回転角度に基づいて電動ＸＹステージを作動させてウエハ載置台５を回転させることで、回転角度のアライメントを行うことができる。
【００３０】
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、第１の実施形態において、アライメントポイントＡおよびＢはウエハ７表面のパターンの外縁部であるとして説明したが、ウエハ７の回転角を算出できる位置関係であればよい。例えば、アライメントポイントＡおよびＢを、ウエハ７の中心に対して点対称の位置としてもよい。また、設計データに基づいて、アライメントポイントＡからアライメントポイントＢに移動させた後、ジョイスティック２で調整することにより回転角度のズレを検出してもよい。
【００３１】
また、第２の実施形態において、ウエハ７のノッチを検出することとして説明したが、例えば、オリエンテーションフラットの場合も回転角度と光量の関係をグラフ化し、検出した光量の高い範囲の中点をとることにより、ウエハ７の回転角度のアライメントを行うこととしてもよい。
また、各実施形態において、ピン８を１本設けることとして説明したが、Ｙ軸方向につまみ６が入る間隔をあけて２本以上配置して、電動ＸＹステージの作動を小さくしてもよい。つまり、１本では逆方向に回転させるとき、つまみ６の接触していない側を押すよう一度ピン８を迂回する動作が必要となるのに対して、Ｙ軸方向の逆方向の移動のみで逆回転が可能となる。なお、つまみ６を２本としてピン８を一本としても同様の効果が得られる。
また、ピン８は、ウエハ７の法線方向に延びる形状であるとして説明したが、これに代えて、例えばベース１６に設けたＶ溝としてもよく、つまみ６を接触させることによりウエハ載置台５に対して回転力を付与可能な形状であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板検査装置の平面図である。
【図２】図１の基板検査装置の正面図である。
【図３】第１の実施形態に係る基板検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ４の動作を説明する図である。
【図５】図３のステップＳ８の動作を説明する図である。
【図６】図３の処理終了後の動作を説明する図である。
【図７】第２の実施形態に係る基板検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ１１の動作を説明する図である。
【図９】図７のステップＳ１３の動作を説明する図である。
【図１０】図７の処理終了後の動作を説明する図である。
【図１１】回転角度の算出方法を説明する図である。
【図１２】ノッチを検出した際の光量の変化を説明する図である。
【図１３】回転角度のズレがある状態を説明する図である。
【図１４】回転角度のズレがない状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，２０  基板検査装置
２  ジョイスティック
３  顕微鏡
４，４０  ステージ
５  ウエハ載置台
６  つまみ
７  ウエハ
８  ピン
１０  カセット
１６  ベース
２１  ノッチセンサ
【図１】
2010014676.tif 000003
【図２】
2010014676.tif 000004
【図３】
2010014676.tif 000005
【図４】
2010014676.tif 000006
【図５】
2010014676.tif 000007
【図６】
2010014676.tif 000008
【図７】
2010014676.tif 000009
【図８】
2010014676.tif 000010
【図９】
2010014676.tif 000011
【図１０】
2010014676.tif 000012
【図１１】
2010014676.tif 000013
【図１２】
2010014676.tif 000014
【図１３】
2010014676.tif 000015
【図１４】
2010014676.tif 000016