(57)【要約】【課題】真空吸着状態が切れても基板の健全性を維持し、検査時に発見した基板の裏面の汚れ等をクリーニングすることを可能にする。【解決手段】基板Ａの少なくとも裏面の目視検査を行うための基板検査装置１であって、基板Ａの裏面を真空吸着する吸着保持部６と、該吸着保持部６により吸着された状態の基板Ａの外周縁に接触して半径方向に挟む複数の接触部１０を有する押圧保持部８とを備える基板検査装置１を提供する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の少なくとも裏面の目視検査を行うための基板検査装置であって、
前記基板の裏面を真空吸着する吸着保持部と、
該吸着保持部により吸着された状態の前記基板の外周縁に接触して半径方向に挟む複数の接触部を有する押圧保持部とを備える基板検査装置。
【請求項２】
前記押圧保持部が、前記接触部に、該基板の外周縁を嵌合させる嵌合溝を有する請求項１に記載の基板検査装置。
【請求項３】
前記基板が前記吸着保持部に吸着された後に、前記接触部を前記基板の外周縁に接触させるよう前記押圧保持部を駆動させる押圧駆動部を備える請求項１または請求項２に記載の基板検査装置。
【請求項４】
前記押圧駆動部が、前記基板の裏面の目視検査を行うために、基板が傾斜または反転させられるのに先立って、前記押圧保持部を駆動させる請求項３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、基板検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハの表面および裏面を目視検査するための基板検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この基板検査装置は、基板の裏面を真空吸着して保持するとともに、基板の表面に間隔をあけて対向する係止部材を備え、基板の裏面の目視検査を行うために裏面が上向きとなるように基板を傾斜させた際に、真空吸着状態が切れて基板が脱落するのを係止部材で押さえることとしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１０８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の基板検査装置では、脱落防止用の係止部材が基板の表面に間隔をあけて対向しているので、真空吸着状態が維持されている限り、基板の表面と係止部材との接触は発生しないが、裏面を上向きにした状態で真空吸着状態が切れると、基板の表面と係止部材とが接触する不都合がある。すなわち、基板の表面側には配線パターンが形成されているため、係止部材との接触によりその一部が損傷する不都合が考えられる。
【０００５】
また、基板の裏面を目視検査した結果、基板に汚れを発見した場合に、オペレータがその場で綿棒等によりクリーニングできることが要求されている。この場合に、裏面を綿棒等で押すと、真空吸着による吸着力が足りずに、基板が脱落して表面が係止部材に接触してしまう虞がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、真空吸着状態が切れても基板の健全性を維持することができ、検査時に発見した基板の裏面の汚れ等をクリーニングすることができる基板検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、基板の少なくとも裏面の目視検査を行うための基板検査装置であって、前記基板の裏面を真空吸着する吸着保持部と、該吸着保持部により吸着された状態の前記基板の外周縁に接触して半径方向に挟む複数の接触部を有する押圧保持部とを備える基板検査装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、吸着保持部の作動により基板の裏面を真空吸着した上で、押圧保持部材の接触部を基板の外周縁に接触させて半径方向に挟むことにより、基板の外周縁と各接触部との接触による摩擦力によって、吸着保持部の真空吸着力を補助し、基板の厚さ方向への移動をより確実に拘束することができる。そして、吸着保持部による真空吸着状態が切れても押圧保持部材により基板を厚さ方向に拘束し、かつ、所定の範囲で半径方向にも拘束し続けることができる。
【０００９】
したがって、基板の脱落が防止され、また、基板の表面に他の部材が接触することを防止して、基板を健全な状態に維持することができる。特に、吸着保持部による真空吸着力よりも大きな力で裏面を押して、真空吸着状態が切れても基板が脱落しないように保持することができ、オペレータによる裏面のクリーニングが可能となる。
【００１０】
上記発明においては、前記押圧保持部が、前記接触部に、該基板の外周縁を嵌合させる嵌合溝を有することとしてもよい。
このようにすることで、接触部に設けられた嵌合溝に基板の外周縁を嵌合させて、より確実に基板を拘束することが可能となる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記基板が前記吸着保持部に吸着された後に、前記接触部を前記基板の外周縁に接触させるよう前記押圧保持部を駆動させる押圧駆動部を備えることとしてもよい。
このようにすることで、吸着保持部の作動により基板が吸着された後に、押圧駆動部によって押圧保持部が駆動され、基板の外周縁に接触部が接触させられて挟むように保持される。すなわち、基板の吸着前には押圧保持部の接触部が外周縁に接触していないので、接触部によって吸着作業が妨げられることが防止される。そして、基板の装着時には、基板を精度よく位置決めした状態で吸着した後に接触部を接触させて保持することができ、基板の解放時には、接触部を離間させて押圧保持部による押圧状態を解除した後に真空吸着状態を解除して、精度よく位置決めされた状態で基板を解放することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記押圧駆動部が、前記基板の裏面の目視検査を行うために、基板が傾斜または反転させられるのに先立って、前記押圧保持部を駆動させることとしてもよい。
このようにすることで、基板の裏面の目視検査を行わないときには押圧保持部を駆動させずに、接触部を基板の外周縁から離間させておくことにより、基板の位置決め、吸着、受け渡し作業等を接触部によって妨げられることなく行うことができる。一方、基板の裏面の目視検査を行うために基板が傾斜または反転させられる前に接触部によって基板を半径方向に挟むことにより、その後に基板が傾斜または反転させられた状態で真空吸着状態が切れても、基板の脱落を防止して、その健全性を維持することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、真空吸着状態が切れても基板の健全性を維持することができ、検査時に発見した基板の裏面の汚れ等をクリーニングする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】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る基板検査装置１について、図１〜図９を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る基板検査装置１（図９参照）は、図１および図２に示されるように、半導体ウェハ等の円板状の基板Ａの裏面の目視検査を行うための裏面検査装置１０１と、表面検査を行うための表面検査装置１０２とを備えている。裏面検査装置１０１は、表面検査装置１０２に載置された基板Ａを受け取り、基板Ａを保持する略Ｃ字状のアーム２と、該アーム２を昇降させる昇降機構３と、該昇降機構３により上昇させられたアーム２を略水平な軸線Ｃ回りに回転させる回転機構４と、アーム２の鉛直下方に設けられているベース５とを備えている。
【００１５】
前記アーム２には、半径方向内方に突出し、一面側に真空吸着用の吸着孔６ａを備えた３つの吸着パッド（吸着保持部）６が、周方向に間隔をあけて、かつ、吸着孔６ａを同一平面上に配置して備えられている。各吸着孔６ａには、図示しない空気圧供給経路を通じて負圧が供給されるようになっている。これにより、３つの吸着パッド６を塞ぐように基板Ａを配置して、各吸着孔６ａに負圧を供給することによって、アーム２に基板Ａを動かないように固定することができるようになっている。
【００１６】
また、前記アーム２の前記吸着パッド６が設けられた面上には、周方向に間隔をあけて５箇所に保持機構７を有する押圧保持部８が設けられている。
各保持機構７は、図３および図４に示されるように、前記アーム２の前記基板Ａを保持する側の表面に、該表面に直交する軸線９回りに揺動可能に支持され、一端にゴムローラ１０を有する揺動部材１１と、該揺動部材１１に付勢力を付与し、前記ゴムローラ１０をアーム２の半径方向内方に付勢するコイルスプリング１２とを備えている。
【００１７】
各ゴムローラ１０は、図５（ａ）に示されるように、前記アーム２の表面に直交する方向に軸線を有する略円柱状に形成されており、その外周面に全周にわたって窪む周溝（嵌合溝）１３を有している。周溝１３の位置は、吸着パッド６に吸着された状態の基板Ａの外周縁の位置に対応している。吸着パッド６に基板Ａを吸着した状態でゴムローラ１０が半径方向内方に移動させられると、ゴムローラ１０が基板Ａを５方向から半径方向内方に押し付けて基板Ａの半径方向への移動を拘束するとともに、ゴムローラ１０に設けられた周溝１３内に基板Ａの外周縁が嵌合させられ、ゴムローラ１０と基板Ａとの間の摩擦力によって基板Ａが厚さ方向へも移動しないように拘束されるようになっている。
【００１８】
なお、図５（ｂ）に示されるように、ゴムローラ１０は下方に向かって細い径となる形状を有していてもよい。このようにすることで、アーム２に押し付けるより大きな力を発生させることができる。また、ゴムローラ１０を半径方向に押し付ける力は、吸着された基板Ａの半径方向の移動を起こさない程度の弱い力とするのがよい。これにより、表面検査装置１０２に再度戻しても位置ズレを発生しないようにすることができる。
【００１９】
前記揺動部材１１の他端側には、アーム２の半径方向外方にアーム２の厚さ方向に延びるレバー部１４が設けられ、該レバー部１４の先端には、ローラ１５が回転自在に支持されている。
前記ベース５は、略Ｃ字状に形成され、水平に固定されたベースプレート１６の上面に、鉛直方向に延びる複数のピン１７を備えている。各ピン１７は、前記各保持機構７のローラ１５に対応する位置に設けられ、その上端が先端に向かって先細になるテーパ状に形成されている。
【００２０】
これらベース５上のピン１７およびローラ１５を備えたレバー部１４により押圧駆動部１８が構成されている。
なお、図中、符号１９は、ベースプレート１６上に設けられた直棒状のガイドピン、符号２０はアーム２に設けられガイドピン１９に沿って転動させられる案内ローラ２１を支持するガイドアームである。
【００２１】
前記昇降機構３は、モータ２２と、該モータ２２によって前記アーム２を取り付けたスライダ２３を昇降させる直線駆動機構２４とを備えている。直線駆動機構２４としては、例えば、直線ガイド２５とプーリ２６およびベルト２７により構成されたものを採用すればよい。
回転機構４は、前記スライダ２３に固定されたモータ２８を備え、該モータ２８の回転により、アーム２を水平な軸線Ｃ回りに回転させることができるようになっている。
【００２２】
表面検査装置１０２はアーム２の円弧と同心に配置される円形のテーブルを備え、基板の裏面を吸着保持した状態で、回転および３６０°の任意方向への揺動可能に構成されている。本実施形態に係る裏面検査装置１０１は、表面検査装置１０２に対して、表面検査装置１０２による基板Ａの揺動時に、基板Ａに干渉しない高さまで下降した位置に配置されている。
【００２３】
このように構成された本実施形態に係る基板検査装置１の作用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１を用いて半導体ウェハのような基板Ａの裏面を目視検査するには、まず、図１および図２に示されるように、裏面検査装置１０１のアーム２を略水平に配置した状態で、ベース５に近接させておく。アーム２に設けられた各保持機構７のレバー部１４のローラ１５がピン１７の周面に接触状態に配置されることにより、揺動部材１１がコイルスプリング１２の付勢力に抗して揺動させられて、揺動部材１１の一端のゴムローラ１０がアーム２の半径方向外方に退避させられた状態となる。これにより、基板Ａを移載するためのスペースがアーム２上に形成される。
【００２４】
この状態で、図示しないハンドリングロボットにより搬送されてきた基板Ａが、表面検査装置１０２上に載置され、図示しない位置合わせ装置により位置合わせされた上で、基板Ａを吸着し、回転、揺動させながら目視による検査が行われる。表面の検査が終了すると表面検査装置１０２が水平状態に戻されて吸着が停止する。そして、裏面検査装置１０１が上昇し、表面検査装置１０２と同じ高さとなって、アーム２の上面に位置決め状態で載置されると、吸着パッド６の吸着孔６ａに負圧が供給され、基板Ａの裏面が吸着パッド６に吸着される。
この状態で昇降機構３をさらに続けて作動させ、直線駆動機構２４によってスライダ２３を上昇させると、案内ローラ２１がガイドピン１９に沿って転動させられて、アーム２が水平状態を維持したまま上昇させられる。
【００２５】
このとき、各保持機構７のローラ１５も、コイルスプリング１２の付勢力によってピン１７の外周面に押しつけられつつピン１７の長手方向に転動させられるので、保持機構７のレバー部１４も同一姿勢を維持しながら上昇させられる。そして、ローラ１５がピン１７の上端のテーパ状部分に到達すると、コイルスプリング１２の付勢力によって、ローラ１５がテーパ状部分の外周面に倣って、アーム２の周方向に移動する結果、揺動部材１１が揺動させられて、揺動部材１１の先端のゴムローラ１０がアーム２の半径方向内方に突出し、吸着パッド６に吸着されている状態の基板Ａの外周縁を半径方向内方に押圧するようになる。
【００２６】
この場合において、基板Ａは半径方向に位置決めされた状態で吸着パッド６に吸着されているが、周方向に間隔を空けて配置された５箇所の保持機構７のゴムローラ１０が、それぞれ均等に基板Ａを半径方向に押圧するので、基板Ａが半径方向にずれることがなく、ゴムローラ１０との間の摩擦によって厚さ方向への移動制限が補助される。さらに、ゴムローラ１０には周溝１３が設けられ、該周溝１３に基板Ａの外周縁が嵌合するので、基板Ａの厚さ方向への移動制限がさらに強化される。
【００２７】
そして、この状態から、さらに昇降機構３を作動させて、各保持機構７のローラ１５がピン１７の上端から離間し、図６に示されるように、十分に離れた位置までアーム２を上昇させることにより、図７に示されるように、アーム２およびこれに保持された基板Ａがベースプレート１６、ピン１７およびガイドピン１９に干渉することなく回転できるようになる。その後、回転機構４を作動させて、アーム２を水平軸線Ｃ回りに回転させることにより、基板Ａの角度を変更して、基板Ａの表面または裏面をオペレータから見やすい位置に配置することができる。
【００２８】
このとき、基板Ａの目視検査の途中で、基板Ａの表面または裏面に汚れを発見したオペレータがその場でクリーニングを行いたいと考えた場合には、基板検査装置１の作動を停止状態として、安全を確認した上で、綿棒等により基板Ａの表面または裏面を擦ることによりクリーニングすることができる。
この場合において、基板Ａの裏面側が吸着パッド６により吸着されているので、基板Ａの表面側から綿棒等により押圧力を付与しても、基板Ａは吸着パッド６に支えられアーム２からの脱落が防止される。また、基板Ａの裏面側から綿棒等により押圧力を付与した場合であっても、基板Ａは、吸着パッド６からの吸着力によって、ある程度支えられる。
【００２９】
さらに、本実施形態においては、５箇所の保持機構７が基板Ａの外周縁を周溝１３に嵌合させて押圧しているので、吸着パッド６からの吸着力を越える押圧力を基板Ａの裏面側から付与した場合、あるいは、何らかの理由により吸着パッド６の吸着孔６ａへの負圧の供給が停止した場合であっても、基板Ａがアーム２から脱落しないように保持される。そして、この場合に、基板Ａの表面側に脱落を防止するための部材を接触させないので、表面側に形成されている回路等のパターンに損傷を与えず、基板Ａを健全な状態に維持することができるという利点がある。
【００３０】
なお、本実施形態においては、保持機構７を周方向に間隔をあけて５箇所に設けることとしたが、これに代えて、２箇所以上、好ましくは、ほぼ均等に３箇所以上に設けることとしてもよい。
また、保持機構７の揺動部材１１の先端に、ゴムローラ１０を配置することとした。これにより、基板Ａと各ゴムローラ１０との接触面積を低減して、片当たりを防止し、基板Ａに対して常に一定の押圧力が付与されるように構成することができる。しかしながら、回転可能なゴムローラ１０に代えて、固定されたゴムパッドを配置することにしてもよい。また、材質もゴムに限定されず、プラスチックなど基板の外周縁に損傷を与えない材質であれば他の任意の材質を採用してもよい。
【００３１】
また、本実施形態においては、保持機構７がコイルスプリング１２によって揺動部材１１を一方向に付勢し、ピン１７とローラ１５とによって押圧駆動部１８を構成したが、これに代えて、図８に示されるように、空気圧によって伸縮させられる空気圧アクチュエータ２９によって押圧駆動部を構成し、揺動部材１１を揺動させることとしてもよい。図７に示す例では、吸着パッド６に負圧を供給する空気圧供給経路３０に空気圧アクチュエータ２９を接続している。
【００３２】
これにより、基板Ａが吸着パッド６に吸着されると同時に空気圧アクチュエータ２９に負圧が供給されて揺動部材１１が揺動させられ、先端のゴムローラ１０が基板Ａの外周縁に接触させられる。そして、吸着パッド６による吸着力に加えてゴムローラ１０と基板Ａの外周縁との摩擦により、基板Ａが厚さ方向に移動しないように保持される。
【００３３】
また、これに代えて、吸着パッド６への負圧の供給経路３０と空気圧アクチュエータ２９への負圧の供給経路とを独立させることにしてもよい。このようにすることで、何らかの原因で吸着パッド６と基板Ａとの吸着状態が解除されても、空気圧アクチュエータ２９への負圧の供給が停止してしまうことが防止され、基板Ａがアーム２から脱落してしまう不都合の発生を未然に防止することができるという利点がある。
【００３４】
また、本実施形態においては、基板Ａの裏面をクリーニング可能な裏面検査装置１０１について説明したが、かかる裏面検査装置１０１は、現実的には、図９に示されるように、その稼働中にオペレータがアクセスできないようにするためのエンクロージャ３１によって覆われて使用される。図中、符号３２は、複数の基板Ａを収容したカセット（図示略）を載置する載置台、符号３３は顕微鏡装置である。
【００３５】
エンクロージャ３１には、内部に配置された裏面検査装置１０１のアーム２を回転させて、保持している基板Ａの傾斜角度を変更し、基板Ａの表面および裏面のオペレータによる目視検査を可能とするために、外部から内部を視認可能にする透明な観察窓３４が設けられている。
【００３６】
そして、本実施形態においては、基板Ａの目視検査中におけるクリーニングを可能とするために観察窓３４が開閉可能に設けられているとともに、裏面検査装置１０１、表面検査装置１０２およびＦＯＵＰオープナー２０１が稼働中には、観察窓３４が開かないように図示しないロック機構が設けられていることが望ましい。また、観察窓３４を開いた状態で基板検査装置１が動作しないように、図示しない開閉センサを設け、該開閉センサが観察窓３４の開状態を検出したときに、前記基板検査装置１およびＦＯＵＰオープナー２０１を自動的に非常停止状態とするスイッチが設けられていることが好ましい。
【００３７】
また、観察窓３４の開いた状態で拭き取り作業を行い易いように、裏面検査装置１０１のアーム２の角度を変更することができるようにしてもよい。
また、本実施形態においては、基板Ａの裏面検査を行う裏面検査装置１０１と表面検査を行う表面検査装置１０２とを別個に有するものとして説明したが、これに代えて、表面検査装置１０２を省略し、裏面検査装置１０１のみによって表面および裏面の両方の検査を行うこととしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板検査装置の裏面検査装置を示す平面図である。
【図２】図１の裏面検査装置を示す正面図である。
【図３】図１の裏面検査装置のアームに備えられる保持機構を説明する平面図である。
【図４】図３の保持機構の正面図である。
【図５】図３の保持機構に備えられる（ａ）ゴムローラと基板との関係を示す縦断面図、（ｂ）他の形態のゴムローラと基板との関係を示す縦断面図である。
【図６】図１の裏面検査装置のアームを図２の状態から上昇させた状態を示す正面図である。
【図７】図１の裏面検査装置のアームを図６の状態から回転させた状態を示す正面図である。
【図８】図１の裏面検査装置の変形例であって、異なる保持機構を備えるアームを示す図である。
【図９】図１の裏面検査装置を収容するエンクロージャを備える基板検査装置の全体構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ  基板
１  基板検査装置
６  吸着パッド（吸着保持部）
８  押圧保持部
１０  ゴムローラ（接触部）
１３  周溝（嵌合溝）
１８  押圧駆動部
１０１  裏面検査装置（基板検査装置）
１０２  表面検査装置（基板検査装置）
【図１】
2009026859.tif 000003
【図２】
2009026859.tif 000004
【図３】
2009026859.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009026859.tif 000007
【図６】
2009026859.tif 000008
【図７】
2009026859.tif 000009
【図８】
2009026859.tif 000010
【図９】
2009026859.tif 000011