(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部に裏面を真空吸着された基板を、保持部により傾斜または裏返しさせた際に該基板の落下を防ぐ基板落下防止機構であって、
前記基板が真空吸着の不良によって前記保持部から外れた際に基板を支持する複数の係止部材と、
前記係止部材に付勢力を与えるバネ部材を有し、裏面を下にして前記基板を水平状態に配した際に前記係止部材とは異なる当接部に前記係止部材が当接することにより前記付勢力に抗して基板の表面前方から前記係止部材を退避させておくとともに、基板を水平に対して傾斜させた際に前記付勢力によって前記基板の表面および周縁のそれぞれに係止部材を対向させて設置する係止部材移動手段と、
を備えていることを特徴とする基板落下防止機構。
【請求項２】
前記係止部材は、前記基板の表面に対向させて設置する際に基板から離間して配されることを特徴とする請求項１記載の基板落下防止機構。
【請求項３】
前記係止部材移動手段は、前記保持部を水平軸に対して回転させる駆動力で前記保持部を水平状態から傾斜させる動作に伴って前記当接の解除を行い、前記保持部材を傾斜状態から水平状態に駆動するのに伴って前記当接により前記基板の表面および周縁のそれぞれに係止部材を対向させる移動を行うことを特徴とする請求項１または２記載の基板落下防止機構。
【請求項４】
基板の表面および裏面の目視検査を行う基板検査装置であって、
前記基板の裏面を真空吸着して基板を保持する保持部と、
該保持部を水平軸に対して回転させて前記基板を傾斜または裏返しさせる保持部駆動機構と、
請求項１から３のいずれかに記載の基板落下防止機構と、
を備えていることを特徴とする基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の裏面検査に用いる基板落下防止機構およびこれを備えた基板検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体ウエハの表面および裏面を目視等でマクロ観察するためにウエハ検査装置が用いられている。この種の検査装置では、ウエハの裏面を真空吸着して保持すると共に裏面が上になるように裏返して目視検査をしている。そのため、この検査装置では、図７に示すように、アーム１に真空吸着するためのパッド２が複数あり、不図示の電磁弁制御によってウエハＷを吸着したり離したりすることができるようになっている。
【０００３】
また、アーム１には、図７および図８に示すように、側部の軸支部３に軸部材４が水平状態で固定されていて、該軸部材４の両端は、支持部材５，６に貫通していて軸部材４を中心にアーム１が回転可能になっている。さらに、図７から図９に示すように、軸部材４の片側にはプーリ７が固定されていると共に、ベース板１１に固定されたモータ１０の回転軸１０ａにもプーリ９が固定され、プーリ７とプーリ９とにベルト８が巻回されている。したがって、モータ１０でプーリ９を回転させると、アーム１が回転し、図９の（ｂ）に示すように、任意の角度で停止させてウエハＷの裏面を検査することができる。なお、このような検査装置は、一般的に搬送装置と組み合わせて使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の検査装置では、以下の課題が残されている。
従来では、ウエハを傾斜させる際、すなわち水平状態から検査角度までの動作中、検査角度での検査中、または検査角度から水平状態までの動作中に何らかのトラブル（真空がきれる等）によって真空吸着の不良が生じ、ウエハを落下させて破損させてしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、真空吸着不良が生じても基板を落下させない基板落下防止機構およびこれを備えた基板検査装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
すなわち、図１から図９とに対応づけて説明すると、請求項１記載の基板落下防止機構（２３）では、保持部（２１）に裏面（Ｒ）を真空吸着された基板（Ｗ）を、保持部により傾斜または裏返しさせた際に該基板の落下を防ぐ基板落下防止機構であって、前記基板が真空吸着の不良によって前記保持部から外れた際に基板を支持する複数の係止部材（２４）と、前記係止部材に付勢力を与えるバネ部材を有し、裏面を下にして前記基板を水平状態に配した際に前記係止部材とは異なる当接部に前記係止部材が当接することにより前記付勢力に抗して基板の表面前方から前記係止部材を退避させておくとともに、基板を水平に対して傾斜させた際に前記付勢力によって前記基板の表面および周縁のそれぞれに係止部材を対向させて設置する係止部材移動手段（２５）とを備えている技術が採用される。
【０００７】
また、請求項４記載の基板検査装置では、基板（Ｗ）の表面（Ｓ）および裏面（Ｒ）の目視検査を行う基板検査装置であって、前記基板の裏面を真空吸着して基板を保持する保持部（２１）と、該保持部を水平軸に対して回転させて前記基板を傾斜または裏返しさせる保持部駆動機構（２２）と、請求項１から３のいずれかに記載の基板落下防止機構（２３）とを備えている技術が採用される。
【０００８】
これらの基板落下防止機構および基板検査装置では、裏面（Ｒ）を下にして基板（Ｗ）を水平状態に配した際に基板の表面前方から係止部材（２４）を退避させておくとともに、基板を水平に対して傾斜させた際に基板の表面および周縁のそれぞれに係止部材を対向させて設置する係止部材移動手段（２５）を備えているので、水平状態では係止部材が検査対象等になる表面の前方から退避して目視検査等の邪魔にならないとともに、裏面検査などのために基板を傾斜させたときには、真空吸着不良で基板が外れても係止部材が表面および周縁に対向して設置されて基板を係止することで、基板が倒れて落ちたり、ずれ落ちたりすることを防ぐことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基板落下防止機構およびこれを備えた基板検査装置の一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。
これらの図にあっては、符号２１はアーム、２２はアーム駆動機構、２３はウエハ落下防止機構、２４は爪部材を示している。
【００１０】
本実施形態における基板検査装置は、シリコンウエハ等の半導体ウエハＷの表面Ｓおよび裏面Ｒの目視検査を行うものであって、図１から図６に示すように、ウエハＷの裏面Ｒを真空吸着してウエハを保持するアーム（保持部）２１と、該アーム２１を水平軸に対して回転させてウエハＷを傾斜または裏返しさせるアーム駆動機構（保持部駆動機構）２２と、アーム２１に裏面Ｒを真空吸着されたウエハＷをアーム２１により傾斜または裏返しさせた際に該ウエハＷの落下を防ぐウエハ落下防止機構（基板落下防止機構）２３とを備えている。
【００１１】
前記アーム２１には、半径方向内方に突出し先端に真空吸着用の吸着孔２１ａが形成された４つのパッド部２１ｂが周方向に互いに離間して設けられている。前記アーム駆動機構２２は、前述した従来技術と同様に、アーム２１に固定された軸部材４の両端が支持部材５，６に貫通していて、軸部材４を中心にアーム２１を回転可能にしている。そして、軸部材４の片側とベース板１１に固定されたモータ１０の回転軸とにそれぞれプーリ７とプーリ９とが固定され、これらプーリ７，９にはベルト８が巻回されている。
【００１２】
前記ウエハ落下防止機構２３は、ウエハＷが真空吸着の不良によってアーム２１から外れた際にウエハＷを支持する４つの爪部材（係止部材）２４と、裏面Ｒを下にしてウエハＷを水平状態に配した際にウエハＷの表面Ｓの前方から爪部材２４を退避させておくとともに、ウエハＷを水平に対して傾斜させた際に外れたウエハＷを支持する位置に爪部材２４を設置する爪部材移動機構（係止部材移動手段）２５とを備えている。
【００１３】
前記爪部材２４は、アーム２１の半径方向内側に向けて延びウエハＷが外れた際にその表面Ｓを係止して支持する先端係止部２４ａと、該先端係止部２４ａよりアーム２１の半径方向外側に形成されウエハＷが外れた際にその周縁部を係止して支持する段部係止部２４ｂとを備えている。
【００１４】
また、爪部材２４は、側部に設けられたピン２４ｃを介してアーム２１に沿った軸線をもって回転可能にアーム２１に支持されていると共に、ピン２４ｃにねじりばね２６がその丸部を巻回した状態で取り付けられている。そして、ねじりばね２６の一端側がアーム２１に当接していると共に、他端側は爪部材２４に設けられた突起部２４ｄに当接させられている。したがって、爪部材２４には、ねじりばね２６によって常にアーム２１に対して平行になろうとする付勢力が加わっている。
【００１５】
さらに、爪部材２４には、ピン２４ｃの位置から下方に突出させた駆動用突出部２４ｅが形成されている。また、支持部材５、７には、水平状態のアーム２１の下面に沿って設置された円板状の固定部材２７が固定され、該固定部材２７上にはアーム２１が水平状態であるときに爪部材２４の駆動用突出部２４ｅに当接する位置に押し付けピン２７ａが立設されている。
【００１６】
すなわち、アーム２１が水平状態では、図３に示すように、駆動用突出部２４ｅが押し付けピン２７ａに当接して爪部材２４が回動し、先端係止部２４ａが表面Ｓから退避されるとともに、アーム２１が傾斜状態では、図６に示すように、ねじりばね２６によって爪部材２４が回動（水平状態にする場合と逆の方向に回動）して駆動用突出部２４ｅが押し付けピン２７ａから離間し、先端係止部２４ａがウエハＷの表面Ｓ前方に配されるようになっており、駆動用突出部２４ｅ、押し付けピン２７ａおよびねじりばね２６は爪部材移動機構２５を構成している。
【００１７】
次に、本実施形態における基板検査装置の動作について説明する。
【００１８】
まず、初期状態では、図１から図３に示すように、不図示の搬送装置によって検査装置まで移送されたウエハＷが水平状態のアーム２１上に載置され、パッド部２によって真空吸着される。このとき、駆動用突出部２４ｅは、図３に示すように押し付けピン２７ａに当接して押し付けられ、爪部材２４が回動して先端係止部２４ａが表面Ｓから退避されている。したがって、この状態で表面Ｓの目視検査を行う場合、爪部材２４が邪魔になることはない。
【００１９】
次に、この状態から、モータ１０を回転させると、プーリ９、ベルト８、プーリ７を介してアーム２１が軸部材４を中心に回転し始める。このとき、図４から図６に示すように、ねじりばね２６によって爪部材２４が回動して押し付けピン２７ａから爪部材２４が徐々に離れていき、最終的に駆動用突出部２４ｅが押し付けピン２７ａに接触していた状態から完全に離れた状態となる。駆動用突出部２４ｅが完全に離れてしまうと、先端係止部２４ａがウエハＷの表面Ｓに対向して覆い被さるようにその近傍に配されるとともに、段部係止部２４ｂがウエハＷの周縁に対向してその近傍に配置される。
【００２０】
このようにして、検査角度までアーム２１を回転させても、アーム２１と爪部材２４との位置は図６の状態のままとなる。
この状態で、もし真空吸着不良が生じた場合、パッド部２１ｂから外れたウエハＷが反対側に倒れ込んでも、表面Ｓに対向して配置された爪部材２４の先端係止部２４ａに係止されるとともに、ウエハＷがアーム２１に沿ってずれ落ちたとしても、ウエハＷの周縁に対向して設置された爪部材２４の段部係止部２４ｂに係止される。
【００２１】
裏面Ｒの目視検査を傾斜状態で行った後は、モータ１０を逆に回転させてアーム２１を水平状態に戻す。
このとき、爪部材２４は、アームが水平状態に近くなるまで、図４から図６の状態のままであるが、水平状態になると、前述した動作とは逆の動作で再びウエハＷの表面Ｓから退避され、起き上がった状態になる。
【００２２】
このように本実施形態では、真空切れ等でウエハＷが外れても傾斜時に設置される爪部材２４がウエハＷを係止して落下に破損を防ぐことができる。
また、爪部材２４の移動（退避と設置）は、アーム２１を回転させるモータ１０の回転駆動力を用いて行うので、別個にアクチュエータ等を用いる場合に比べて、コストの増大化および装置の複雑化を抑制することができる。
【００２３】
なお、本発明は、次のような実施形態をも含むものである。
上記実施形態では、真空吸着不良によって外れたウエハＷを４つの爪部材２４で係止して落下を防いでいるが、爪部材は３つ以上であることが望ましい。
また、ウエハＷが外れた際に、表面Ｓを係止する先端係止部２４ａと周縁を係止する段部係止部２４ｂとを爪部材２４に一体に形成したが、これらを別々の部材に設けて設置および移動を行ってもよい。
さらに、ウエハＷの周縁近傍をパッド部２１ｂで吸着することによりウエハＷを保持しているが、ウエハＷの中央部分を真空吸着して保持する機構を採用しても構わない。
【００２４】
さらに、本実施形態の基板検査装置を露光装置に備え付けても構わない。この露光装置としては、半導体製造用の露光装置、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置または薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置等が適用され、目視検査対象および露光対象の基板としては、半導体ウエハやガラスプレート等が適用される。また、基板検査装置は、露光装置におけるウエハ搬送系に接続され、露光前または露光後に基板を基板検査装置に搬送して目視検査が行われる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。請求項１記載の基板落下防止機構および請求項４記載の基板検査装置によれば、基板が真空吸着の不良によって保持部から外れた際に基板を支持する複数の係止部材に付勢力を与えるバネ部材を有し、裏面を下にして基板を水平状態に配した際に係止部材とは異なる当接部に係止部材が当接することにより付勢力に抗して基板の表面前方から係止部材を退避させておくとともに、基板を水平に対して傾斜させた際に付勢力によって基板の表面および周縁のそれぞれに係止部材を対向させて設置する係止部材移動手段を備えているので、水平状態では係止部材が目視検査等の邪魔にならないとともに、裏面検査等のために基板を傾斜させたときには、真空吸着不良で基板が外れても係止部材が基板を係止することで、基板の倒れ込みおよびずれ落ちを防ぐことができる。すなわち、裏面マクロ検査等の最中に真空切れが生じても、基板の落下による破損を防ぐことができる。
【００２６】
請求項２記載の基板落下防止機構によれば、係止部材が基板の表面に対向させて設置する際に基板から離間して配されるので、係止部材が基板表面に接触して傷や接触跡を残すおそれがなく、基板表面の状態を良好に維持することができる。
【００２７】
請求項３記載の基板落下防止機構によれば、係止部材移動手段が保持部を水平軸に対して回転させる駆動力で保持部を水平状態から傾斜させる動作に伴って当接の解除を行い、保持部材を傾斜状態から水平状態に駆動するのに伴って当接により基板の表面および周縁のそれぞれに係止部材を対向させる移動を行うので、専用に駆動用のアクチュエータ等を設置する必要が無く、機構の複雑化や高コスト化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る基板落下防止機構およびこれを備えた基板検査装置の一実施形態における水平状態でのアームを示す平面図である。
【図２】  本発明に係る基板落下防止機構およびこれを備えた基板検査装置の一実施形態を示す水平状態での全体側面図である。
【図３】  本発明に係る基板落下防止機構およびこれを備えた基板検査装置の一実施形態を示す水平状態での要部断面図である。
【図４】  本発明に係る基板落下防止機構およびこれを備えた基板検査装置の一実施形態における傾斜状態でのアームを示す平面図である。
【図５】  本発明に係る基板落下防止機構およびこれを備えた基板検査装置の一実施形態を示す傾斜状態での全体側面図である。
【図６】  本発明に係る基板落下防止機構およびこれを備えた基板検査装置の一実施形態を示す傾斜状態での要部断面図である。
【図７】  本発明に係る基板落下防止機構およびこれを備えた基板検査装置の従来例を示す水平状態での全体平面図である。
【図８】  本発明に係る基板落下防止機構およびこれを備えた基板検査装置の従来例を示す水平状態での全体背面図である。
【図９】  本発明に係る基板落下防止機構およびこれを備えた基板検査装置の従来例を示す水平状態および傾斜状態での全体側面図である。
【符号の説明】
２１  アーム（保持部）
２２  アーム駆動機構（保持部駆動機構）
２３  ウエハ落下防止機構（基板落下防止機構）
２４  爪部材（係止部材）
２５  爪部材移動機構（係止部材移動手段）
Ｓ  ウエハの表面
Ｒ  ウエハの裏面
Ｗ  ウエハ（基板）
【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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【図８】
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【図９】
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