CN1630056A

CN1630056A - 表面检查装置

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Publication number: CN1630056A
Application number: CNA2004101011546A
Authority: CN
Inventors: 平田浩幸
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2024-12-16
Also published as: EP1544897A2; IL165287A; TW200525685A; EP1544897B1; DE602004022244D1; US20050126314A1; JP2005180933A; TWI265587B; EP1544897A3; JP4391217B2; CN100375259C; US7432700B2; IL165287A0

Abstract

一种表面检查装置，构成如下，具备：利用马达进行旋转的晶片台，相对于该晶片台旋转自如地设置的一对夹紧臂，对该夹紧臂施力以使其向中心方向旋转的施力机构，设在上述晶片台上、并载置晶片的周缘部的圆弧状的载置座，和设在上述夹紧臂上、并抵接在晶片的周缘上的圆弧状的夹紧爪；上述夹紧臂能够以与上述马达的旋转中心不同的位置为中心旋转，利用上述夹紧臂向与中心侧相反方向旋转，上述夹紧爪从上述载置座离开，在上述夹紧臂的夹紧状态下，上述晶片的周缘夹紧在上述载置座与上述夹紧爪之间。

Description

表面检查装置

技术领域

本发明涉及在半导体制造工序中用来检查附着在晶片等基板上的异物、基板表面的伤痕的表面检查装置，特别涉及具备能够将基板定心的检查台的表面检查装置。

背景技术

通过将多个半导体元件形成在硅等半导体晶片上能够制造半导体装置，但为了高密度集成化、加工逐渐细微化，而且为了提高成品率，促进晶片向大径化方向发展。

随着高密度集成化、细微化，有没有异物附着在晶片上或有无晶片表面的伤痕，对于产品质量、产品的成品率有较大影响。因此，在半导体制造工序中加入检查工序，通过表面检查装置来进行晶片的表面检查，对晶片上附着的异物的附着状况或有无伤痕等进行检查。

晶片的表面检查装置具有保持晶片的检查台，使该检查台高速旋转，向高速旋转的晶片表面照射激光光线，并利用激光光线沿圆周方向扫描，接受由晶片表面反射的激光光线，利用反射状况来检测表面的异物附着、伤痕的有无等。

如上述那样，晶片逐渐大径化，而另一方面，还要求缩短检查时间、提高生产率，检查时的晶片旋转速度也在增大。因而，在进行晶片检查时，有较大的离心力作用在被保持的晶片上。此外，晶片中心与检查台的旋转中心的偏心量对作用在晶片上的离心力有较大影响。

进而，在检测到晶片表面上的异物、伤痕时，以晶片的中心和取向平面(orientation flat)或槽口(notch)为基准表示异物、伤痕的位置(坐标)。以边缘为基准确定晶片的中心。晶片的边缘由表面检查装置保持，以旋转的状态被检测到，但在晶片的偏心量较大的情况下，晶片的边缘因旋转而移动得较多，难以正确地检测到边缘，基准坐标的精度变差，并且成为晶片损坏的原因。因此，检测到的异物、伤痕的位置信息的精度也降低了。

因此，在使晶片保持在表面检查装置上时，需要使晶片中心与检查台的旋转中心正确地一致。

以前，晶片的定心是在表面检查装置之外另外备有定心装置，由该定心装置进行晶片的定心，然后由晶片输送机构将晶片转移到表面检查装置上，使得由上述定心装置进行的晶片的定心来反映表面检查装置保持晶片时的状态。

但是，上述以前的晶片的定心中有以下所示的问题。

由于用另外设置的定心装置进行晶片的定心，所以需要定心装置并且需要定心的工序。此外，还有可能在从定心装置转移到表面检查装置的期间产生误差。

此外，必须经由晶片输送机构进行表面检查装置和定心装置的对位，有调整较麻烦等问题。

另外，作为在检查前进行晶片的姿势调整、定心等的表面检查装置，在例如特许第2729297号公报、特许第2846423号公报所示的装置。

发明内容

本发明的目的是，使得能够由表面检查装置本身进行晶片的定心、使得能够迅速可靠且高精度地进行晶片的定心、卡紧。

为了达成上述目的，有关本发明的表面检查装置构成如下，具备：利用马达进行旋转的晶片台，相对于该晶片台旋转自如地设置的一对夹紧臂，对该夹紧臂施力以使其向中心方向旋转的施力机构，设在上述晶片台上、并载置晶片的周缘部的圆弧状的载置座，和设在上述夹紧臂上、并抵接在晶片的周缘上的圆弧状的夹紧爪，上述夹紧臂能够以与上述马达的旋转中心不同的位置为中心进行旋转，利用上述夹紧臂向与中心侧相反方向旋转，上述夹紧爪从上述载置座离开，在上述夹紧臂的夹紧状态下，上述晶片的周缘夹紧在上述载置座与上述夹紧爪之间；此外，有关本发明的表面检查装置是下述的表面检查装置，即，在上述晶片台上以多重同心圆状设有直径不同的多个载置座，在上述夹紧臂上以多重同心圆状设有直径与上述载置座的直径相对应的夹紧爪，上述载置座越位于中心侧高度越低；此外，有关本发明的表面检查装置是下述的表面检查装置，即，在离心力作用于上述夹紧臂上时，上述夹紧臂受上述离心力施力，以向中心方向旋转；此外，有关本发明的表面检查装置是下述的表面检查装置，即，上述夹紧爪具有向下的倾斜面，该倾斜面抵接在晶片的周缘上；此外，有关本发明的表面检查装置是下述的表面检查装置，即，上述载置座具有载置晶片的水平面和从该水平面向中心侧连续的斜面；此外，有关本发明的表面检查装置是下述的表面检查装置，即，在上述晶片台上设有光通过部，设有具有通过该光通过部的光轴的晶片传感器，通过该晶片传感器检测晶片的边缘，并检测晶片的有无；此外，有关本发明的表面检查装置是下述的表面检查装置，即，通过上述晶片传感器检测取向平面或槽口，并检测晶片的旋转方向的姿势。

根据本发明，由于构成为，具备：利用马达进行旋转的晶片台，相对于该晶片台旋转自如地设置的一对夹紧臂，对该夹紧臂施力以使其向中心方向旋转的施力机构，设在上述晶片台上、并载置晶片的周缘部的圆弧状的载置座，和设在上述夹紧臂上、并抵接在晶片的周缘上的圆弧状的夹紧爪，上述夹紧臂能够以与上述马达的旋转中心不同的位置为中心旋转，利用上述夹紧臂向与中心侧相反方向旋转，上述夹紧爪从上述载置座离开，在上述夹紧臂的夹紧状态下，上述晶片的周缘夹紧在上述载置座与上述夹紧爪之间，所以能够同时进行晶片的夹紧和晶片的校准，而不需要校准装置和校准工序。

此外，根据本发明，由于在上述晶片台上以多重同心圆状设有直径不同的多个载置座，在上述夹紧臂上以多重同心圆状设有直径与上述载置座的直径相对应的夹紧爪，上述载置座越位于中心侧高度越低，所以能够由1个检查台对多个尺寸的晶片进行检查。

此外，根据本发明，由于在离心力作用于上述夹紧臂上时，上述夹紧臂受上述离心力施力，以向中心方向旋转，所以在检查过程中晶片的夹紧不会放松。

进而，根据本发明，由于上述夹紧爪具有向下的倾斜面，该倾斜面抵接在晶片的周缘上，所以即使晶片的外径多少有一些尺寸误差，也能够可靠地将晶片夹紧。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的外观的概示图。

图2是表示本发明的实施例的主要部分的侧视图。

图3是表示本发明的实施例的主要部分的剖视图。

图4是图3的B部分放大图。

图5是表示本发明的实施例的主要部分的俯视图。

图6是图2的A-A向视图。

图7是表示本发明的实施例的主要部分的仰视图。

图8是表示本发明的实施例中夹紧解除状态的主要部分侧视图。

图9是表示本发明的实施例中夹紧解除状态的主要部分俯视图。

图10是表示本发明的实施例中夹紧解除状态的主要部分仰视图。

具体实施方式

下面参照附图说明用来实施本发明的优选的实施方式。

图1表示具备检查台1的表面检查装置2，该表面检查装置2装存在筐体3的内部，此外，虽然没有图示，但在该筐体3的内部中装存有：用来驱动上述检查台1旋转的驱动机构，将检测光照射到保持于上述检查台1上的晶片上的投光光学系统，接受由晶片表面反射的散射光等光的受光光学系统，基于受光光学系统的检测结果检查附着在晶片等基板上的异物、基板表面的伤痕的检查部，以及控制驱动机构、检查部等的控制部等。

下面参照图2～图7说明上述检查台1。

马达4支承在构成上述筐体3的机架(未图示)上，在该马达4的旋转轴5上固定着轮毂6，在该轮毂6的上端与上述旋转轴5同心地固定着晶片台7，在上述晶片台7的下侧配设有导引凸缘8、并使它们之间形成规定的间隙，该导引凸缘8同心地固定在上述晶片台7上、并相对于该晶片台7直径较小。另外，上述导引凸缘8也可以安装在上述轮毂6上。

在上述晶片台7的上表面上，以多重同心圆状固定着外侧载置座9、9和内侧载置座11、11。上述外侧载置座9、内侧载置座11都是以上述旋转轴5的中心为中心的圆弧形状，具有大致四分之一圆的长度，上述外侧载置座9的外径比上述晶片台7的外径稍大，上述外侧载置座9的外径与例如300mm的晶片(以下称为大径晶片12)的外径相同，此外，上述内侧载置座11的外径与例如200mm的晶片(以下称为小径晶片13(参照图5))的外径相同。

在上述外侧载置座9、内侧载置座11中，上表面的外周侧的所需宽度为水平面9a、11a，从该水平面9a、11a向中心与斜面9b、11b连续。与上述水平面9a的高度相比上述水平面11a的高度较低。将大径晶片12的周缘载置在该水平面9a上，将小径晶片13的周缘载置在该水平面11a上。使得在上述大径晶片12载置在上述外侧载置座9上的状态下，上述内侧载置座11不与上述大径晶片12发生干涉。

在上述晶片台7和上述导引凸缘8之间以点对称的关系滑动自如地设有2个夹紧臂14、14，该夹紧臂14、14分别经由枢轴15旋转自如地安装在上述导引凸缘8上，此外，形状确定为，上述夹紧臂14的重心位置比上述枢轴15靠前端侧。

上述夹紧臂14、14以上述晶片7的直径为界进行接合，在各夹紧臂14、14的中央部上形成有凹部16，以使其不会和上述晶片台7的中央部7a发生干涉(参照图6)。上述夹紧臂14、14的前端为与上述晶片台7的外周缘相等同的圆弧，在上述夹紧臂14、14的前端部上，截面为大致L字状的外侧爪安装座17固定在上述夹紧臂14的下表面上，在上述外侧爪安装座17的上端上固定着外侧夹紧爪18。该外侧夹紧爪18具有向中心呈屋檐状突出的爪部18a，该爪部18a的下表面为向下的倾斜面，该爪部18a与上述水平面9a交迭(参照图4)。将大径晶片12的周缘把持在该水平面9a和上述爪部18a之间。

此外，在上述夹紧臂14、14的上表面中间部，相对于上述外侧爪安装座17呈多重同心圆地固定着内侧爪安装座19，上述内侧爪安装座19穿过穿设于上述晶片台7上的退避孔21，在上述内侧爪安装座19的上端固定着内侧夹紧爪22。该内侧夹紧爪22与上述外侧夹紧爪18同样，具有向中心呈屋檐状突出的爪部22a，该爪部22a的下表面为向下的倾斜面，该爪部22a与上述水平面11a交迭。将小径晶片13的周缘把持在该水平面11a和上述爪部22a之间。上述内侧载置座11的上端位置为，在将大径晶片12载置在上述水平面9a上时，比该大径晶片12的下表面低。

如图7中所见，在上述各夹紧臂14的前端附近立设有销23，在上述导引凸缘8的中心附近设有弹簧悬挂架24，在该弹簧悬挂架24和上述销23之间分别张设着弹簧25。该弹簧25的作用线通过上述旋转轴5的中心或大致中心，并大致正交于通过上述枢轴15的中心的半径。另外，上述弹簧25的作用线并不一定要通过上述旋转轴5的中心或大致中心，作用线只要通过比上述枢轴15靠中心侧的点、使上述夹紧臂14产生朝向中心方向的转矩就可以。

在上述晶片台7的下表面上，与上述夹紧臂14的基端对置地设有锁定机构26、例如气缸、电磁铁，该锁定机构26具有锁定销27，上述锁定机构26在上述夹紧臂14、14接合的状态下，通过由上述锁定销27将上述夹紧臂14的基部向中心侧推压等，将该夹紧臂14、14的接合状态锁定。

在上述晶片台7的周缘部下方设有夹紧解除机构28。该各夹紧解除机构28具有板29，其由未图示的促动器、例如气缸或凸轮机构等支承，并在半径方向上可位移，此外，上述夹紧解除机构28还具有立设在该板29的前端部上的解除销31，该解除销31比上述外侧爪安装座17靠中心侧，在通过上述促动器使上述板29向外侧位移时，上述解除销31的前端可卡合到上述外侧爪安装座17上。此外，使得上述解除销31在上述晶片台7旋转时不会与上述销23、上述锁定机构26等旋转部分发生干涉。

此外，上述晶片台7的未设有上述外侧载置座9、9的部分形成有光通过部、即圆弧状的切口部32，此外，在未设有上述内侧夹紧爪22的部分上穿设有光通过部、即圆弧状的长孔33。在上述晶片台7的下方设置有外侧晶片传感器34、内侧晶片传感器35，上述外侧晶片传感器34的光轴通过上述大径晶片12的周缘，上述内侧晶片传感器35的光轴通过上述小径晶片13的周缘，从上述晶片台7的上方，沿着上述外侧晶片传感器34的光轴、上述内侧晶片传感器35的光轴照射激光光线。

下面参照图8～图10说明由上述检查台1进行的晶片的夹紧作用。

在上述检查台1上取放晶片时的自动导引位置，是上述解除销31可抵接在上述外侧爪安装座17上的位置。

首先，在将晶片(以下设为大径晶片12)载置时，上述板29移动到外侧，上述解除销31卡合在上述外侧爪安装座17上，上述夹紧臂14、14克服上述弹簧25的复原力而移动到外侧。

通过上述外侧爪安装座17随着上述解除销31向外侧位移，上述夹紧臂14、14以上述枢轴15为中心旋转。该枢轴15由于相对于上述旋转轴5偏心，所以上述外侧夹紧爪18如图9所示从上述外侧载置座9向外侧较远地离开。

上述爪部18a从上述外侧载置座19的水平面9a退开，将该水平面9a的上方完全解放。由未图示的机器人臂保持的大径晶片12穿过上述外侧载置座9和外侧载置座9之间而被输送，大径晶片12载置到上述水平面9a上。

上述机器人臂退开后，如果使上述板29向中心位移，则上述夹紧臂14、14在上述弹簧25的复原力的作用下而随着上述解除销31的移动而移动。如果使上述板29完全移动到中心侧，则上述外侧爪安装座17抵接在上述外侧载置座9上，上述解除销31从上述外侧爪安装座17离开。此外，在上述解除销31已从上述外侧爪安装座17离开的状态下，上述夹紧臂14、14成为相互接合的状态。

上述外侧夹紧爪18与上述夹紧臂14、14一体地作对称移动，在上述大径晶片12从中心偏移时，外侧夹紧爪18从偏移侧的大径晶片12的周缘与上述大径晶片12接触，通过上述外侧夹紧爪18的移动来修正(校准)上述大径晶片12的中心位置。在上述外侧夹紧爪18抵接在上述外侧载置座9上的状态下，以上述大径晶片12的中心与上述旋转轴5的中心一致的状态，将上述大径晶片12夹紧。

在将上述大径晶片12夹紧的状态下，如图4所示，上述外侧夹紧爪18的爪部18a的斜面与上述大径晶片12的周缘接触，通过楔作用，即使上述大径晶片12的外径有一些偏差，也能不晃动地将晶片可靠地夹紧。

通过仅由上述外侧载置座9的水平面9a与上述大径晶片12接触，来减少外侧载置座9和大径晶片12的接触部，防止大径晶片12的污染，而即使在运来的上述大径晶片12的中心偏移较大、大径晶片12的周缘从上述水平面9a偏离的情况下，由于上述斜面9b与该水平面9a连续，所以能够平滑地进行校准。

如果结束了大径晶片12的夹紧，则上述检查台1在上述马达4的作用下旋转。对上述外侧晶片传感器34、内侧晶片传感器35照射激光光线，通过上述外侧晶片传感器34接收激光光线来判断保持在上述检查台1上的晶片为大径，并且检测大径晶片12的旋转方向的姿势。

为了检测旋转方向的位置，在晶片上于周缘上形成有取向平面或槽口，通过检测上述外侧晶片传感器34接收到光时的上述晶片台7的旋转位置，能够检测大径晶片12相对于该晶片台7的旋转方向的姿势。通过检测该大径晶片12的旋转方向的姿势，能够确定附着在晶片上的异物的位置。

此外，上述晶片台7以高速旋转，但由于上述夹紧臂14的重心位于外侧载置座9一侧，此外上述夹紧臂14以位于与上述旋转轴5偏心的位置的枢轴15为中心旋转，所以在离心力作用于上述夹紧臂14上时，该夹紧臂14在夹紧的方向上被施力，在旋转过程中大径晶片12的夹紧也不会放松。

在将小径晶片13夹紧的情况下，通过将晶片载置在上述内侧载置座11上也能够同样地进行夹紧，载置在该内侧载置座11上的小径晶片13比上述大径晶片12所载置的基准面低。

如上所述，由于上述外侧夹紧爪18沿半径方向移动得较大，所以即使输送到上述检查台1上的晶片的中心位置偏移得较多，也能够进行校准、夹紧，在向上述检查台1输送的途中不需要另外校准，不需要校准装置和校准工序。

另外，在上述实施例中，通过在上述内侧载置座11的更内侧设有晶片载置座、在上述夹紧臂14的上述内侧夹紧爪22的更内侧设置夹紧爪，能够将比上述小径晶片13更小径的晶片夹紧。此外，也可以省略上述导引凸缘8，直接将上述夹紧臂14、14旋转自如地安装到上述晶片台7上。

此外，也可以设置压力缸等施力机构来代替上述弹簧25。此时，如果由压力缸等进行夹紧解除，则可以省略上述板29、解除销31等夹紧解除机构。

Claims

1.一种表面检查装置，构成如下，具备：利用马达进行旋转的晶片台，相对于该晶片台旋转自如地设置的一对夹紧臂，对该夹紧臂施力以使其向中心方向旋转的施力机构，设在上述晶片台上、并载置晶片的周缘部的圆弧状的载置座，和设在上述夹紧臂上、并抵接在晶片的周缘上的圆弧状的夹紧爪；上述夹紧臂能够以与上述马达的旋转中心不同的位置为中心旋转，利用上述夹紧臂向与中心侧相反方向旋转，上述夹紧爪从上述载置座离开，在上述夹紧臂的夹紧状态下，上述晶片的周缘夹紧在上述载置座与上述夹紧爪之间。

2.如权利要求1所述的表面检查装置，在上述晶片台上以多重同心圆状设有直径不同的多个载置座，在上述夹紧臂上以多重同心圆状设有直径与上述载置座的直径相对应的夹紧爪，上述载置座越位于中心侧高度越低。

3.如权利要求1所述的表面检查装置，在离心力作用于上述夹紧臂上时，上述夹紧臂受上述离心力施力，以向中心方向旋转。

4.如权利要求1所述的表面检查装置，上述夹紧爪具有向下的倾斜面，该倾斜面抵接在晶片的周缘上。

5.如权利要求1所述的表面检查装置，上述载置座具有载置晶片的水平面和从该水平面向中心侧连续的斜面。

6.如权利要求1所述的表面检查装置，在上述晶片台上设有光通过部，并设有具有通过该光通过部的光轴的晶片传感器，通过该晶片传感器检测晶片的边缘，并检测晶片的有无。

7.如权利要求6所述的表面检查装置，通过上述晶片传感器检测取向平面或槽口，并检测晶片的旋转方向的姿势。