JP2000162133A - 基板検査装置および該基板検査装置に用いられるパラレルリンク機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】人の手の動きと同様に試料の表裏面の向きを自
由に切り換えることによって、試料の表裏面全体に亘っ
て隈無くマクロ的に目視検査することが可能な基板検査
装置を提供する。 【解決手段】ウエハ２を吸着保持可能な載置台７０と、
この載置台を回転させる回転モータ７０ｂと、この載置
台を支持するパラレルリンク機構８２とを備え、パラレ
ルリンク機構には、固定ベース８４と、載置台が連結し
た可動板８６と、この可動板を傾斜及び揺動並びに揺動
回転させることが可能な６本のリンク機構８８とが設け
られている。リンク機構は、その両側に設けられたボー
ルジョイント９０を介して固定ベース及び可動板に接続
されており、直動式アクチュエータ９２と、この直動式
アクチュエータに接続されたリンク９４とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハや液晶基板等の試料の表裏面の外観を検査する基板検
査装置に関し、特に、試料に照明光を照射しながら、そ
の表裏面の欠陥等を目視により検査するマクロ検査に用
いる基板検査装置および該基板検査装置に用いられるパ
ラレルリンク機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウエハや液晶基板等の試料
の表面に照明光を照射しながら試料表面の膜圧ムラや傷
等の欠陥或いは所定のパターンを目視によりマクロ的に
検査した後、顕微鏡等によって試料のミクロ検査を行う
ことが可能な基板検査装置が知られている。

【０００３】この種の基板検査装置のマクロ検査方法と
しては、半導体ウエハや液晶基板等の試料を載置台に載
置した後、この載置台を傾斜及び公転させて試料の観察
面を変化させながら試料表面のマクロ検査を行う傾斜公
転方式が知られている。

【０００４】また、この傾斜公転方式によって載置台を
揺動傾斜させる機構としては、ジョイスティックを操作
することによって載置台に載置された試料を揺動傾斜さ
せる手動機構や、予め設定された揺動傾斜プログラムに
従って載置台を自動的に揺動傾斜させる自動機構が知ら
れている。

【０００５】なお、上述したような基板検査装置は、例
えば、特開平９−１８６２０９号公報、特開平９−２６
９２２１号公報等に開示されている。

【０００６】このように従来の基板検査装置は、試料の
表面に形成されている欠陥或いは所定のパターンをマク
ロ検査することを目的として構成されているが、最近で
は、試料の裏面のマクロ検査も重要視されてきている
（実開平５−６４７６０号公報参照）。これは試料裏面
にゴミや水分等の異物が付着していると、例えばダイシ
ング時に断面に割れが生じたり、ダイシング後のチップ
を基板に接着する際に接着不良が発生して、製品の不良
率が大きくなるからである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実開平５−
６４７６０号公報の装置のマクロ検査では、試料として
の円盤状物品を中心軸回りに回転（自転）させたり、固
定軸回りに試料を傾斜させることによって、試料表裏面
に対するマクロ的な目視検査が行われている。

【０００８】この場合、照明光の光軸や人の視線に対す
る試料表裏面の向きの切換自由度が限られてしまってい
るため、試料の表裏面全体に亘って隈無くマクロ的に目
視検査することが困難になり、試料表面の欠陥やパター
ン或いは試料裏面に付着した異物を見落としてしまう場
合がある。

【０００９】試料表面の欠陥やパターン或いは試料裏面
に付着した異物の見え具合は、照明光の光軸や人の視線
に対する試料表裏面の向き（傾き量、回転量、揺動量な
ど）によって異なって来るため、試料の表裏面全体に亘
って隈無くマクロ的に目視検査するためには、例えば人
の手の動きと同様に、試料表裏面の向きを自由に切り換
えられることが不可欠となる。

【００１０】そこで、本発明は、人の手の動きと同様に
試料の表裏面の向きを自由に切り換えることによって、
試料の表裏面全体に亘って隈無くマクロ的に目視検査す
ることが可能な基板検査装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】また、本発明は、自由度の高い多様な動き
を実現できるとともに、精度の高い基板検査などを能率
よく行なうことができるパラレルリンク機構を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
試料を載置可能な載置台と、この載置台を支持するパラ
レルリンク機構とを備えており、前記パラレルリンク機
構には、前記載置台が連結した可動板と、この可動板を
傾斜及び揺動並びに揺動回転させることが可能な３本以
上のリンク機構とが設けられている。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、基板検査装置は、前記載置台を回転させる
回転駆動系と、前記リンク機構を夫々駆動させることが
可能なジョイスティックとを備えており、前記ジョイス
ティックによって前記リンク機構を夫々駆動して前記可
動板を動作制御することによって、前記載置台に載置さ
れた前記試料を所定方向に傾斜させた状態で自転させ、
或いは、前記載置台に載置された前記試料を所定方向に
揺動させた状態で自転させ、或いは、前記載置台に載置
された前記試料を所定方向に揺動回転させた状態で自転
させる。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記パラレルリンク機構は、前記載置台の
中心を三次元座標の中心とした場合に、その各座標軸か
ら外れた任意の仮想軸回りに前記載置台を傾斜及び揺動
並びに揺動回転させる。

【００１５】請求項４記載の発明は、水平方向に回転可
能な水平回転アームを有する少なくとも３個の水平回転
アクチュエータと、前記水平回転アームにそれぞれ設け
られるとともに、垂直回転可能な垂直回転アームを有す
る垂直回転アクチュエータと、前記垂直回転アームに支
持された可動部材とを具備したことを特徴としている。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、水平回転アクチュエータは、隣接するもの
のそれぞれの間の距離が等しくなるように配置されるこ
とを特徴としている。

【００１７】請求項６記載の発明は、水平方向に直動可
能な移動体を有する少なくとも３個の水平直動アクチュ
エータと、これら水平直動アクチュエータの移動体にそ
れぞれ設けられるとともに、垂直回転可能な垂直回転ア
ームを有する垂直回転アクチュエータと、前記垂直回転
アームに支持された可動部材とを具備したことを特徴と
している。

【００１８】請求項７記載の発明は、水平方向に回転可
能な水平回転アームを有する少なくとも３個の水平回転
アクチュエータと、前記水平回転アームにそれぞれ設け
られるとともに、垂直回転可能な垂直回転アームを有す
る垂直回転アクチュエータと、前記垂直回転アームによ
り支持された可動部材と、前記可動部材に回転可能に設
けられ、且つ被検体を保持する被検体保持手段とを具備
したことを特徴としている。

【００１９】請求項８記載の発明は、水平方向に直動可
能な移動体を有する少なくとも３個の水平直動アクチュ
エータと、これら水平直動アクチュエータの移動体にそ
れぞれ設けられるとともに、垂直回転可能な垂直回転ア
ームを有する垂直回転アクチュエータと、前記垂直回転
アームに支持された可動部材と、前記可動部材に回転可
能に設けられ、且つ被検体を保持する被検体保持手段と
を具備したことを特徴としている。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。

【００２１】（第１の実施の形態）図１には、本発明の
第１の実施の形態の基板検査装置の全体の構成が示され
ている。

【００２２】図１に示すように、基板検査装置は、複数
枚のウエハ２を所定間隔で積層して収容することが可能
であって且つエレベータ３によって上下動可能なキャリ
ア１と、このキャリア１に対してウエハ２を挿脱させる
ことが可能な吸着アーム２３と、ウエハ２の表裏面をマ
クロ的に目視検査するためのマクロテーブル８０と、ウ
エハ２をミクロ検査するためのミクロ検査用顕微鏡１２
とを備えている。

【００２３】吸着アーム２３は、マクロテーブル８０と
キャリア１との間を水平方向に移動するように構成され
ており、この吸着アーム２３をキャリア１内に挿入させ
た状態において、キャリア１を下降させることによっ
て、吸着アーム２３上にウエハ２を吸着保持させること
ができる。そして、吸着アーム２３をマクロテーブル８
０方向に水平移動させた後、吸着アーム２３上に吸着保
持されたウエハ２をマクロテーブル８０に受け渡すこと
によって、後述するようなウエハ２の表裏面に対するマ
クロ検査が行われる。

【００２４】マクロ検査が終了すると、マクロ検査終了
済みのウエハ２は、交換アーム９によってホルダ１３に
受け渡された後、このホルダ１３によってミクロ検査用
顕微鏡１２の観察視野内に位置付けられる。そして、こ
のミクロ検査用顕微鏡１２によってウエハ２のミクロ検
査が行われる。

【００２５】なお、マクロテーブル８０の周囲には、ウ
エハ２の芯出しを行うための一対の芯出しガイド６と、
ウエハ２に形成されたオリフラ（図示しない）を検出す
るためのオリフラセンサ８とが設けられており、これら
芯出しガイド６及びオリフラセンサ８によって、マクロ
テーブル８０に受け渡されるウエハ２の位置決めが行わ
れる。

【００２６】図２に示すように、マクロテーブル８０に
は、ウエハ２を吸着して保持することが可能な載置台７
０と、この載置台７０を回転（自転）させるための回転
モータ７０ｂと、載置台７０を任意の角度に傾斜又は揺
動させると共に、この載置台７０を任意の角度で揺動回
転させるためのパラレルリンク機構８２とが設けられて
いる。

【００２７】回転モータ７０ｂは、回転モータ用ドライ
バ７０ｃを介して、操作パネル２５に設けられた回転速
度スイッチ４９に電気的に接続されており、回転速度ス
イッチ４９を操作して回転モータ用ドライバ７０ｃを駆
動させることによって、回転モータ７０ｂを所望の速度
で回転させることができる。

【００２８】載置台７０には、真空ポンプ（図示しな
い）に連結した吸着孔３２が設けられており、真空ポン
プを介して吸着孔３２を負圧に引くことによって、載置
台７０上にウエハ２を真空吸着させることができるよう
になっている。このようにウエハ２を真空吸着したと
き、ウエハ２は載置台７０上に安定且つ確実に保持され
るため、後述するマクロ検査において載置台７０を傾斜
させても、ウエハ２が載置台７０からずれたり又は脱落
したりすることは無い。

【００２９】また、載置台７０は、回転軸７０ａによっ
て回転自在に支持されており、この回転軸７０ａに回転
モータ７０ｂが接続されている。この場合、回転モータ
７０ｂの回転運動は、回転軸７０ａを介して載置台７０
に伝達され、この載置台７０を所望の回転速度で回転さ
せる。このように載置台７０を回転させることによっ
て、この載置台７０上に真空吸着しているウエハ２を所
望の回転速度で自転（回転）させることができる。

【００３０】図３に示すように、パラレルリンク機構８
２は、固定ベース８４と、可動板８６と、同一の構成か
ら成る６本のリンク機構８８とを備えている。

【００３１】６本のリンク機構８８は、夫々、その両端
に設けられたボールジョイント９０を介して固定ベース
８４及び可動板８６に接続されており、直動式アクチュ
エータ９２と、この直動式アクチュエータ９２に接続さ
れたリンク９４とから構成されている。

【００３２】このようなパラレルリンク機構８２によれ
ば、６本のリンク機構８８の直動式アクチュエータ９２
を伸縮させてリンク９４の長さを変化させることによっ
て、可動板８６を並進方向に３自由度及び回転方向に３
自由度の合計６自由度の範囲に亘って相対移動させるこ
とができる。

【００３３】図２に示すように、パラレルリンク機構８
２の固定ベース８４は、ガイド６０を介してボールネジ
９６に接続されており、この結果として、上述したよう
なマクロテーブル８０全体をガイド６０に支持させるこ
とができるように構成されている。

【００３４】また、ボールネジ９６は、基板検査装置の
上下方向Ｓに沿って延出しており、その一端には、昇降
モータ９８が取り付けられている。なお、ボールネジ９
６の延出方向（矢印Ｓ方向）は、エレベータ３によって
キャリア１（図１参照）を上下動させる方向に一致して
いる。

【００３５】一方、パラレルリンク機構８２の可動板８
６からは、固定アーム１００が延出しており、この固定
アーム１００の延出端には、載置台７０を回転させる回
転モータ７０ｂが連結されている。

【００３６】この構成において、昇降モータ９８を駆動
させてボールネジ９６を回転させることによって、ガイ
ド６０を矢印Ｓ方向に上下動させることが可能であり、
このようにガイド６０を上下動させることによって、こ
のガイド６０に支持されているマクロテーブル８０を矢
印Ｓ方向に上下動させることができる。

【００３７】また、固定アーム１００を介して可動板８
６に固定された載置台７０は、上述したように６自由度
の相対移動が可能な可動板８６の移動状態に伴って、６
自由度の範囲の動作制御が可能となる。

【００３８】このようなマクロテーブル８０の上下動制
御及び載置台７０の動作制御は、操作パネル２５に隣接
して設けられたジョイスティック２４を操作することに
よって行うことができる。

【００３９】具体的には、ジョイスティック２４の先端
に設けられた昇降スイッチ２４ａをＯＮ操作すると、昇
降モータ９８が駆動してボールネジ９６を回転させるこ
とによって、ガイド６０の移動に従ってマクロテーブル
８０を所定位置まで上昇させることができる。これに対
して、昇降スイッチ２４ａをＯＦＦ操作すると、ガイド
６０の移動に従ってマクロテーブル８０を所定位置まで
下降させて待機状態にすることができる。

【００４０】また、ジョイスティック２４を操作する
と、その操作状況に応じてパラレルリンク機構の制御ボ
ックス１０２から出力される制御信号によって、６本の
リンク機構８８の各々の直動式アクチュエータ９２が駆
動制御される。このとき、各直動式アクチュエータ９２
が伸縮してリンク機構８８の長さを変化させることによ
って、可動板８６が相対移動し、この相対移動に伴って
載置台７０を６自由度の範囲で動作制御することができ
る。

【００４１】ここで、載置台７０を６自由度の範囲で動
作制御する方法について説明する。まず、図４に示すよ
うに、載置台７０の中心を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）^w 座標系と
し、この（Ｘ，Ｙ，Ｚ）^w 座標系における各軸の回転角
度指令θ^w を制御ボックス１０２に入力する。そして、
パラレルリンク機構８２の可動板８６の座標系（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）^h へ座標回転変換する。すなわち、座標系
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）^h で（Ｘ，Ｙ，Ｚ）^w 座標系を−９０°
回転させる。

【００４２】

【数１】

【００４３】（Ｘ，Ｙ，Ｚ）^w 座標系において、ウエハ
２の中心の位置空間ベクトルＰ^w を式（２）でパラレル
リンク機構８２の可動板８６上の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）^h 座標
系へ変換する。

【００４４】

【数２】

【００４５】このように変換された載置台７０の中心位
置Ｐ、姿勢（傾斜角度）を含んだ変換行列Ｒを夫々以下
の式に入力すると、固定ベース８４上の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
^b 座標系における６本のリンク機構８８の長さＬ_i を規
定することが可能となり、この長さＬ_i に基づいて、各
直動式アクチュエータ９２の伸縮量を求めることができ
る。

【００４６】

【数３】

【００４７】なお、式（３）〜（５）において、 Ｒ ：回転角度指令θ^w を含む回転変換行列 Ｐ ：パラレルリンク機構８２における可動板８６の
中心の位置ベクトル ｐｈ_i ：パラレルリンク機構８２の可動板８６と６本の
リンク機構８８の結合点を可動板座標で表した空間ベク
トル ｐｂ_i ：パラレルリンク機構８２の固定ベース８４と６
本のリンク機構８８の結合点を固定ベース座標で表した
空間ベクトル Ｗ_i ：リンク機構８８の空間ベクトル Ｌ_i ：リンク機構８８の長さ Ｚ_i ：リンク機構８８の単位空間ベクトル ・ ：ベクトルの内積 ｉ ：６本のリンク機構８８の順番（１〜６） 図５には、パラレルリンク機構８２における６本のリン
ク機構８８の長さを制御するための制御ボックス１０２
の構成が示されている。

【００４８】図５に示すように、ジョイスティック２４
を操作すると、まず最初に、座標変換部１０４におい
て、上述した式（１）及び式（２）に基づいて、載置台
７０の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）^w が可動板８６の座標系
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）^h へ座標変換される。

【００４９】次に、運動学演算部１０６において、上述
した式（３）〜（５）に基づいて、６本のリンク機構８
８の長さＬ_i が求められる。

【００５０】続いて、比較器１０８において、６本のリ
ンク機構８８の長さＬ_i と、位置検出部１１０によって
測定された実際の６本のリンク機構８８の長さＬとが比
較され、各リンク機構８８の伸縮量ΔＬ_i が求められ
る。

【００５１】更に、６軸間補間演算部１１２において各
リンク機構８８の速度指令Ｖ_i を求めた後、比較器１１
４において、各リンク機構８８の速度指令Ｖ_i と、速度
検出部１１６によって測定された実際の６本のリンク機
構８８の速度指令Ｖとが比較され、各リンク機構８８の
伸縮速度ΔＶ_i が求められる。

【００５２】そして、ドライバ１１８は、各リンク機構
８８の伸縮速度ΔＶ_i に基づいて、所定の駆動信号Ｓを
各リンク機構８８の直動式アクチュエータ９２に出力
し、各々の直動式アクチュエータ９２を伸縮制御する。
この結果、載置台７０を６自由度の範囲で動作制御する
ことが可能となる。

【００５３】上述したような構成によれば、ジョイステ
ィック２４を操作するだけで、座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）^w
の各軸回りに載置台７０を動作制御（回転、並進、揺
動、傾斜、及び、これら４つの動きを任意に組み合わせ
た動作制御）することができるだけで無く、座標系
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）^w の各軸から外れた任意の仮想軸回りに
載置台７０を動作制御（回転、並進、揺動、傾斜、及
び、これら４つの動きを任意に組み合わせた動作制御）
することができる。そして、このような動作制御に加え
て、更に、回転モータ７０ｂで載置台７０を回転（自
転）させる動作が加えられることによって、人の手の動
きと同様に載置台７０を動作させることが可能となる。

【００５４】この場合、この載置台７０上に吸着保持さ
れたウエハ２は、載置台７０の動作に伴って、そのウエ
ハ表裏面の向きを観察者が希望する向きに６自由度の範
囲に亘って自由に切り換えられる。

【００５５】従って、基板検査装置（図１参照）でマク
ロ検査を行う際において、照明灯５からの照明光の光軸
や観察者の視線に対するウエハ２の表裏面の向きの切換
自由度を無制限に拡げることができるため、ウエハ２の
表裏面全体に亘って隈無くマクロ的に目視検査すること
ができる。

【００５６】また、図１に示すように、基板検査装置に
は、自動モード／手動モードの切り換えを行うための切
換スイッチ４７が設けられている。自動モードのとき
は、開始スイッチ２０を１回押すだけで、キャリア１に
収容されたウエハ２は、任意に或いは予め設定されたプ
ログラムに従って、吸着アーム２３によって連続的にマ
クロテーブル８０まで搬送され、一方、手動モードのと
きは、開始スイッチ２０を１回押す毎に、所望の１枚の
ウエハ２のみがマクロテーブル８０まで搬送される。

【００５７】更に、基板検査装置には、シーケンス設定
スイッチ４８が設けられており、このシーケンス設定ス
イッチ４８は、揺動マクロシーケンス設定用スイッチ４
８ａと、水平マクロシーケンス設定用スイッチ４８ｂ
と、裏面マクロシーケンス設定用スイッチ４８ｃとから
構成されている（図２参照）。

【００５８】なお、自動モードにおいて、停止時間設定
スイッチ５０がＯＮされている場合には、マクロ検査時
のウエハ２の載置台７０上での停止時間が設定され、ホ
ルダ搬送スイッチ２２がＯＮされている場合には、ホル
ダ１３上でのウエハ２の停止時間が設定される。また、
一時停止スイッチ５１は、これがＯＮされたとき、停止
時間設定スイッチ５０を無効にして装置の運転が停止さ
れる。

【００５９】ここで、マクロテーブル８０上でのマクロ
検査方法について説明する。

【００６０】（ａ）自動モードにおいて、揺動マクロシ
ーケンス設定用スイッチ４８ａがＯＮされている場合 エレベータ３にキャリア１を載せた後、開始スイッチ２
０を押すと、照明灯５が点灯すると共に、吸着アーム２
３によって第１番目のウエハ２が載置台７０上に搬送さ
れる。そして、芯出しガイド６及びオリフラセンサ８に
よって、載置台７０に受け渡されるウエハ２の位置決め
が行われる。

【００６１】ウエハ２が載置台７０に真空吸着された
後、ジョイスティック２４の先端に設けられた昇降スイ
ッチ２４ａをＯＮ操作すると、昇降モータ９８が駆動し
てボールネジ９６を回転させることによって、マクロテ
ーブル８０（載置台７０）を所定位置まで上昇させる。

【００６２】この状態において、ジョイスティック２４
を操作すると、その操作状況に応じてパラレルリンク機
構の制御ボックス１０２から出力される制御信号によっ
て、６本のリンク機構８８の各々の直動式アクチュエー
タ９２が駆動制御される。

【００６３】このとき、各直動式アクチュエータ９２が
伸縮してリンク機構８８の長さを変化させることによっ
て、可動板８６が相対移動する。そして、この可動板８
６の相対移動に伴って、載置台７０が例えば図６及び図
７に示すように揺動することによって、ウエハ２も揺動
する。この結果、ウエハ２の表面に対するマクロ検査が
行われる。なお、このとき回転速度スイッチ４９がＯＮ
されている場合には、回転モータ７０ｂによって載置台
７０が回転（自転）するため、ウエハ２を揺動と共に回
転させながらマクロ検査が行われる。

【００６４】続いて、設定された時間だけ載置台７０が
上昇状態を保った後、載置台７０は再び下降する。そし
て、吸着アーム２３が、第１番目のウエハ２をキャリア
１に戻した後、第２番目のウエハ２を第１番目と同様に
揺動検知位置まで搬送する。このようなプロセスが繰り
返された後、最後のウエハ２がキャリア１に収容された
とき、吸着アーム２３及びエレベータ３は初期位置に戻
り停止する。

【００６５】（ｂ）自動モードにおいて、水平マクロシ
ーケンス設定用スイッチ４８ｂがＯＮされている場合 基本動作は、上記（ａ）のシーケンスと同様であるが、
載置台７０を上昇させること無く図２に示すような水平
な状態のままで、ウエハ２の表面に対するマクロ検査が
行われる。なお、回転速度スイッチ４９がＯＮされてい
る場合には、回転モータ７０ｂによって載置台７０が回
転（自転）するため、ウエハ２を回転させながらマクロ
検査が行われる。

【００６６】（ｃ）自動モードにおいて、裏面マクロシ
ーケンス設定用スイッチ４８ｃがＯＮされている場合 基本動作は、上記（ａ）のシーケンスと同様であるが、
図８に示すように、ジョイスティック２４の操作によっ
て、可動板８６をＺ^b 軸回りに回転させて載置台７０を
矢印方向に傾ける。

【００６７】このとき、ウエハ２の裏面が観察者の視線
に向けられ、その状態において、ウエハ２の裏面に対す
るマクロ検査が行われる。なお、回転速度スイッチ４９
がＯＮされている場合には、回転モータ７０ｂによって
載置台７０が回転（自転）するため、ウエハ２を回転さ
せながらマクロ検査が行われる。

【００６８】（ｄ）手動モードが設定されている場合 １枚のウエハ２毎に開始スイッチ２０を押しながらマク
ロ検査が行われる。例えば、マクロ検査済みウエハ２が
吸着アーム２３によってキャリア１に収容された後、こ
の吸着アーム２３が次のウエハ２を取り出した状態（準
備完了状態）において、開始スイッチ２０のＯＮ操作待
ちの状態に維持される。そして、開始スイッチ２０がＯ
Ｎ操作されたときには、上述した（ａ）〜（ｃ）の各モ
ードを選択してウエハ２に対するマクロ検査が行われ
る。

【００６９】次に、ミクロ検査方法について説明する。

【００７０】第１番目のウエハ２のマクロ検査が終了す
ると、停止時間設定スイッチ５０によって設定された停
止時間経過後、載置台７０上の第１番目のウエハ２及び
ホルダ１３上の第２番目のウエハ２は、交換アーム９に
よって同時に支持されながら１８０°回転して、その位
置が交換される。そして、第２番目のウエハ２は、吸着
アーム２３に受け渡され、一方、第１番目のウエハ２
は、ホルダ１３に受け渡される。この場合、ホルダ１３
が受け渡し位置にセットされているか否かは、ホルダ検
知スイッチ１４によって検知され、その検知信号に基づ
いて、停止時間設定スイッチ５０の停止時間並びに交換
アーム９によるウエハ２の受け渡しタイミングが設定さ
れる。

【００７１】この後、吸着アーム２３に真空吸着された
第２番目のウエハ２はキャリア１に戻され、第３番目の
ウエハ２が吸着アーム２３によって載置台７０まで搬送
される。一方、ホルダ１３に受け渡された第１番目のウ
エハ２は、ホルダ１３によってミクロ検査用顕微鏡１２
の観察視野内に位置付けられて、ミクロ検査が施され
る。

【００７２】本実施の形態の基板検査装置によれば、ジ
ョイスティック２４の操作により、ウエハ２を自転させ
ながら、同時に、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）^w の各軸回りに動作制
御（回転、並進、揺動、傾斜、及び、これら４つの動き
を任意に組み合わせた動作制御）することができるだけ
で無く、座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）^w の各軸から外れた任意
の仮想軸回りに載置台７０を動作制御（回転、並進、揺
動、傾斜、及び、これら４つの動きを任意に組み合わせ
た動作制御）することができる。この結果、人の手の動
きと同様に、ウエハ２を動作させて、そのウエハ表裏面
の向きを観察者が希望する向きに６自由度の範囲に亘っ
て自由に切り換えることがきる。

【００７３】また、コンパクトで構成の簡単な１つのパ
ラレルリンク機構８２によって、ウエハ２の表裏面の向
きを人の手の動きのように変化させることができるた
め、基板検査装置の小型化及び低コスト化を実現するこ
とが可能となる。

【００７４】なお、本発明は、上述した実施の形態の構
成に限定されることは無く、以下のように種々変更する
ことが可能である。

【００７５】上述した実施の形態に示すように、６本の
リンク機構８８を備えたパラレルリンク機構８２を用い
るのが好ましいが、３本以上のリンク機構８８によって
パラレルリンク機構８２を構成しても良い。例えば図９
に示すように、３本のリンク機構８８の場合、可動板８
６の自由度は３となり、載置台７０は、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
^w 座標系の各軸回りに回転、或いは、各軸方向に沿って
移動させることができる。

【００７６】また、パラレルリンク機構８２として、例
えば図１０に示すような直動固定型パラレルリンク機構
を用いても良い。この直動固定型パラレルリンク機構
は、固定ベース８４と、可動板８６と、同一の構成から
成る６本のリンク機構１２０とを備えている。

【００７７】６本のリンク機構１２０は、夫々、固定長
リンク１２２と、固定ベース８４に対して角度αを成し
て配設された直動アクチュエータ１２４と、この直動ア
クチュエータ１２４の伸縮動作に連動してスライドする
スライダ１２６とを備えており、固定長リンク１２２
は、その一端がボールジョイント１２８を介して可動板
８６に連結され、その他端がボールジョイント１３０を
介してスライダ１２６に連結されている。なお、固定長
リンク１２２は、その長さが一定に固定されている。

【００７８】このような直動固定型パラレルリンク機構
によれば、各々の直動アクチュエータ１２４によってス
ライダ１２６を矢印方向にスライドさせて、各々の固定
長リンク１２２の向きを変えることによって、可動板８
６を６自由度の範囲に亘って相対移動させることができ
る。

【００７９】また、パラレルリンク機構８２として、例
えば図１１に示すような回転型パラレルリンク機構を用
いても良い。この回転型パラレルリンク機構は、固定ベ
ース８４と、可動板８６と、中間部がボールジョイント
１３２で連結された６本のリンク機構１３４とを備えて
いる。

【００８０】６本のリンク機構１３４のうち、図中向か
って両側の２本のリンク機構１３４は、その両端に設け
られたボールジョイント１３６を介して固定ベース８４
及び可動板８６に連結されており、残りの４本のリンク
機構１３４は、その一端がボールジョイント１３８を介
して可動板８６に連結され、その他端が回転アクチュエ
ータ１４０に連結されている。

【００８１】なお、各々の回転アクチュエータ１４０
は、固定ベース８４に取り付けられている。また、６本
のリンク機構１３４は、夫々、ボールジョイント１３２
を介して連結された第１及び第２のリンク１３４ａ，１
３４ｂから構成されている。

【００８２】このような回転型パラレルリンク機構によ
れば、各回転アクチュエータ１４０を矢印方向に回転さ
せて、この回転運動を第２のリンク１３４ｂから第１の
リンク１３４ａに伝達して、各第１及び第２のリンク１
３４ａ，１３４ｂの向きを変えることによって、可動板
８６を６自由度の範囲に亘って相対移動させることがで
きる。

【００８３】また、パラレルリンク機構８２として、例
えば図１２に示すような旋回型パラレルリンク機構を用
いても良い。この旋回型パラレルリンク機構は、固定ベ
ース８４と、可動板８６と、同一の構成から成る６本の
リンク機構１４２とを備えている。

【００８４】６本のリンク機構１４２は、その一端がボ
ールジョイント１５０を介して可動板８６に連結され、
その他端がボールジョイント１３６を介して旋回リンク
１４６に連結されている。

【００８５】このような旋回型パラレルリンク機構によ
れば、各旋回アクチュエータ１４４によって旋回リンク
１４６を矢印方向に旋回させて各駆動リンク１４８の向
きを変えることによって、可動板８６を６自由度の範囲
に亘って相対移動させることができる。

【００８６】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態を説明する。

【００８７】図１３は、本発明のパラレルリンク機構を
適用した基板検査装置の概略構成を示している。

【００８８】図において、２０１はベースで、このベー
ス２０１上には、複数（図示例では３個）の水平回転ア
ーム２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃを設けている。これ
ら水平回転アーム２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃは、一
方の端部を水平回転アクチュエータ２０３ａ、２０３
ｂ、２０３ｃにより支持され、ベース２０１面に沿って
水平回転、つまり図示矢印Ａ１、Ａ２、Ａ３方向に回転
可能になっている。この場合、水平回転アクチュエータ
２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃは、隣接する水平回転ア
クチュエータ２０３ａと２０３ｂ、２０３ｂと２０３
ｃ、２０３ｃと２０３ａのそれぞれの間の距離がＬ１、
Ｌ２、Ｌ３になるように配置されている。ここで、Ｌ
１、Ｌ２、Ｌ３は、必要とされる動作範囲に応じて水平
回転アームが干渉しないような寸法に設定される。

【００８９】水平回転アーム２０２ａ、２０２ｂ、２０
２ｃの他方端部には、垂直回転アクチュエータ２０４
ａ、２０４ｂ、２０４ｃを各別に設け、これら垂直回転
アクチュエータ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃには、垂
直回転アーム２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃの基端部を
設けている。これら垂直回転アーム２０５ａ、２０５
ｂ、２０５ｃは、垂直回転アクチュエータ２０４ａ、２
０４ｂ、２０４ｃにより、垂直回転、つまり図示矢印Ｂ
１、Ｂ２、Ｂ３方向に起倒可能になっている。

【００９０】垂直回転アーム２０５ａ、２０５ｂ、２０
５ｃの先端部には、自在連結手段としてのボールジョイ
ント２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃを介して可動部材と
してのステージ支持枠２０７を連結している。ステージ
支持枠２０７は、矩形状をなすもので、枠周囲に沿って
一定間隔にボールジョイント２０６ａ、２０６ｂ、２０
６ｃを介して垂直回転アーム２０５ａ、２０５ｂ、２０
５ｃを連結している。

【００９１】この場合、ステージ支持枠２０７は、装置
前面に対応する辺部２０７１の中央部に垂直回転アーム
２０５ｂを連結し、装置側面に対応する辺部２０７２の
端部に垂直回転アーム２０５ａ、２０５ｃを連結してい
る。また、ステージ支持枠２０７は、相対向する辺部に
垂直方向に突設した突出部２０７ａ、２０７ｂを一体に
形成し、これら突出部２０７ａ、２０７ｂの間に基板ホ
ルダ２０８を回動可能に支持している。この場合、突出
部２０７ａ、２０７ｂのうち一方には、回転駆動部２０
９を設けていて、この回転駆動部２０９により基板ホル
ダ２０８を図示矢印Ｃ方向に回動可能になっている。

【００９２】基板ホルダ２０８は、被検体である被検査
基板２１０を載置するもので、被検査基板２１０の周縁
に対向させて図示しない吸着口を複数個設け、これら吸
着口に接続される図示しない真空ポンプの真空吸引によ
り、被検査基板２１０を吸着し保持するようにしてい
る。

【００９３】このように構成した基板検査装置２１１
は、図示しないクリーンルーム内に収容されている。ク
リーンルームは、基板受渡し部２１２を設けていて、こ
の基板受渡し部２１２に対応させて基板搬送部２１３を
設けている。

【００９４】基板搬送部２１３は、搬送駆動部２１３ａ
に駆動軸２１３ｂを介して搬送アーム２１３ｃを設けた
もので、駆動軸２１３ｂの図示矢印Ｄ方向の回動によ
り、搬送アーム２１３ｃを図示矢印Ｅ方向に回動させる
とともに、図示矢印Ｆ方向に水平動作させ、駆動軸２１
３ｂの図示矢印Ｇ方向の上下動により搬送アーム２１３
ｃを平行移動させるようになっている。

【００９５】クリーンルームの基板受渡し部２１２に対
応させてカセット２１４を設けている。このカセット２
１４は、複数の被検査基板２１０を積層方向に収容した
もので、検査工程にしたがって基板搬送部２１３の搬送
アーム２１３ｃにより１枚づつ出し入れされるようにな
っている。

【００９６】ベース２１上には、制御部２１５が設けら
れ、制御部２１５には、並進移動ジョイステック２１６
および回転動揺ジョイステック２１７を設けている。制
御部２１５は、並進移動ジョイステック２１６および回
転動揺ジョイステック２１７の操作にしたがって水平回
転アクチュエータ２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、垂直
回転アクチュエータ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃおよ
び回転駆動部２０９を協調制御するものである。

【００９７】次に、このように構成した実施の形態の動
作を説明する。

【００９８】まず、被検査基板２１０を受渡しするに
は、回転駆動部２０９を駆動して基板ホルダ２０８を図
１３に示すように水平状態に保持させる。続けて、基板
ホルダ２０８への被検査基板２１０の搬入待機位置に対
応する所定の位置座標、すなわち、クリーンルームの基
板受渡し部２１２まで、水平回転アクチュエータ２０３
ａ、２０３ｂ、２０３ｃにより水平回転アーム２０２
ａ、２０２ｂ、２０２ｃを、垂直回転アクチュエータ２
０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃにより垂直回転アーム２０
５ａ、２０５ｂ、２０５ｃをそれぞれ協調制御すること
によりステージ支持枠２０７を移動させる。

【００９９】次に、基板搬送部２１３の搬送アーム２１
３ｃを図示矢印Ｅ方向に回動して、最初にカセット２１
４方向に向けた後、水平方向に移動させてカセット２１
４中の被検査基板２１０を１枚だけ取出す。続けて、搬
送アーム２１３ｃを図示矢印Ｅ方向にさらに回動し、基
板ホルダ２０８方向に反転させた後、図示矢印Ｆ方向に
水平動作させて、水平状態で待機している基板ホルダ２
０８上に被検査基板２１０を受け渡す。

【０１００】基板ホルダ２０８は、受取った被検査基板
２１０を図示しない整列装置により正常位置に整列する
とともに、被検査基板２１０の周縁に対向させて設けら
れた図示しない吸着口での真空吸引により、被検査基板
２１０を吸着し保持する。

【０１０１】次に、図１４に示すように水平回転アクチ
ュエータ２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃによる水平回転
アーム２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃの水平回転制御と
垂直回転アクチュエータ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ
による垂直回転アーム２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃの
垂直回転制御を協調して行ないながら、ステージ支持枠
２０７を検査者の観察位置まで水平移動（Ｘ軸およびＹ
軸方向）させ、さらに垂直回転アクチュエータ２０４
ａ、２０４ｂ、２０４ｃにより垂直回転アーム２０５
ａ、２０５ｂ、２０５ｃのそれぞれの立上がり角度を調
整して、ステージ支持枠２０７を垂直方向（Ｚ軸方向）
に移動させ、基板ホルダ２０８を被検査基板２１０の目
視観察に最適な高さに設定する。

【０１０２】この状態で、被検査基板２１０の上方か
ら、被検査基板２１０面に照明光を照射する。そして、
回転駆動部２０９を駆動して基板ホルダ２０８を水平状
態から図１５に示すように目視観察に最適な所定の角度
に傾斜させ、被検査基板２１０表面からの反射光を利用
して基板表面の膜厚ムラや傷などを目視によりマクロ的
に観察し、外観検査を行なう。

【０１０３】この場合、水平回転アクチュエータ２０３
ａ、２０３ｂ、２０３ｃによる水平回転アーム２０２
ａ、２０２ｂ、２０２ｃの水平回転制御と、垂直回転ア
クチュエータ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃによる垂直
回転アーム２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃの垂直回転制
御を協調して行なう際に、特に、図１６に示すように、
検査者の観察側、つまり装置前面に位置する水平回転ア
ーム２０２ｂを、水平回転アクチュエータ２０３ｂを中
心に回転させ、垂直回転アーム２０５ｂの立上がり角度
を変化させると、ステージ支持枠２０７全体が前後に揺
動されるようになり、基板ホルダ２０８をＸ軸回りに回
動させることができる。

【０１０４】同様にして、図１７に示すように、装置側
面に位置する水平回転アーム２０２ａまたは２０２ｃ
を、水平回転アクチュエータ２０３ａまたは２０３ｃを
中心に回転させ、垂直回転アーム２０５ｂの立上がり角
度を変化させると、ステージ支持枠２０７全体が左右に
揺動されるようになり、基板ホルダ２０８をＹ軸回りに
回動させることができる。

【０１０５】さらに、図１８に示すように、装置前面に
位置する垂直回転アクチュエータ２０４ｂにより垂直回
転アーム２０５ｂの立上がり角度を調整しながら、装置
側面に位置する水平回転アーム２０２ａおよび２０２ｃ
を所定の時間のずれを持たせて水平回転アクチュエータ
２０３ａおよび２０３ｃを中心に回転させることによ
り、ステージ支持枠２０７とともに、基板ホルダ２０８
をＺ軸回りに回動させることができる。

【０１０６】これまでの説明では、基板ホルダ２０８の
各軸方向の平行移動および各軸回りの回動について述べ
たが、これらの平行移動および各軸回りの回動などを組
み合わせることにより、例えば、図１９に示すように、
左右の揺動とＺ軸回りの回動を組み合わせるなど、さら
に複雑な動きを実現することもできる。

【０１０７】また、基板ホルダ２０８上の被検査基板２
１０表面を目視によりマクロ検査する場合を述べたが、
最近、基板裏面の検査も重要視されている。これは、基
板裏面にゴミや水分が付着していると、ダイシングの際
に断面に割れが生じたり、ダイシングの後のチップを基
板に接着する際に接着不良が生じ、製品の不良率が大き
くなるからである。このような要求に対しては、基板ホ
ルダ２０８上に被検査基板２１０を吸着保持した状態
で、回転駆動部２０９により基板ホルダ２０８を３６０
°回転できる構成とし、基板表面の目視によるマクロ検
査が終了したところで、回転駆動部２０９により基板ホ
ルダ２０８を回転させて、基板裏面を装置前面に向ける
ことにより、上述したと同様にして基板裏面の目視によ
るマクロ検査を行なうことができる。

【０１０８】また、上述したステージ支持枠２０７の平
行移動や前後左右の揺動などの一連の動きは、制御部２
１５に設けられた並進移動ジョイステック２１６および
回転動揺ジョイステック２１７の操作により実現され
る。例えば、並進移動ジョイステック２１６の操作によ
りステージ支持枠２０７とともに基板ホルダ２０８を前
後左右に平行移動させ、回転動揺ジョイステック２１７
の操作によりステージ支持枠２０７とともに基板ホルダ
２０８を前後左右に揺動させるようにすれば、人間の手
の自由度と同様な動きの下で被検査基板２１０のマクロ
検査を行なうことができる。

【０１０９】その後、被検査基板２１０の目視によるマ
クロ検査が終了すると、回転駆動部２０９を駆動して基
板ホルダ２０８を傾斜状態から図１３に示す水平状態に
戻す。そして、被検査基板２１０の搬入待機位置に対応
するクリーンルームの基板受渡し部２１２まで、水平回
転アーム２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃおよび垂直回転
アーム２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃのそれぞれの協調
制御によりステージ支持枠２０７を移動させる。

【０１１０】そして、基板ホルダ２０８上の被検査基板
２１０の吸着保持を解除した後、基板搬送部２１３の搬
送アーム２１３ｃを基板ホルダ２０８方向に向けて図示
矢印Ｆ方向に水平動作させ、基板ホルダ２０８上の検査
済み被検査基板２１０を取出し、続けて、搬送アーム２
１３ｃをさらに回動してカセット２１４方向に反転させ
た後、水平方向に移動させてカセット２１４に戻すとと
もに、新たな被検査基板２１０を取り出して、再び、水
平状態で待機している基板ホルダ２０８上に受け渡す。

【０１１１】以下、同様にして基板ホルダ２０８への被
検査基板２１０の受渡しを繰り返し、上述したステージ
支持枠２０７の平行移動、前後左右の揺動などの一連の
動きを実行することにより、検査者の目視によるマクロ
検査を連続して行なうことができる。

【０１１２】従って、このようにすればベース２０１上
での水平回転アクチュエータ２０３ａ、２０３ｂ、２０
３ｃによる水平回転アーム２０２ａ、２０２ｂ、２０２
ｃの水平回転制御と垂直回転アクチュエータ２０４ａ、
２０４ｂ、２０４ｃによる垂直回転アーム２０５ａ、２
０５ｂ、２０５ｃの垂直回転制御を協調して行なうこと
により、基板ホルダ２０８に保持された被検査基板２１
０に対して平行移動、前後左右の揺動、垂直軸回り回動
など、人間の手の自由度と同様な動きを実現できるの
で、マクロ検査のための照明合わせを始め、その後の目
視検査も精度よく行なうことができる。

【０１１３】また、被検査基板２１０を保持した基板ホ
ルダ２０８を回転駆動部２０９により回転させることに
より、観察者の観察しやすい角度に被検査基板２１０を
傾斜させた状態でマクロ検査を行なうことができる。ま
た、基板ホルダ２０８を、さらに回転させることで、基
板裏面を装置前面に向けることができるので、基板裏面
についても精度の高いマクロ検査を行なうことができ
る。

【０１１４】さらに、パラレルリンク機構は、ベース２
０１面に沿って回動する水平回転アーム２０２ａ、２０
２ｂ、２０２ｃと、これら水平回転アーム２０２ａ、２
０２ｂ、２０２ｃに垂直回転される垂直回転アーム２０
５ａ、２０５ｂ、２０５ｃを設け、リンク全体を２つ折
れ構造にしているので、従来の液体圧シリンダの伸縮に
よる各リンク長の調整のみにより可動板面の方向を決定
するものと比べ、基板ホルダ２０８の床面からの位置を
低く抑えることができ、これにより、検査者は無理な姿
勢を強いられることなく座ったままで基板検査を行なう
ことができるなど、検査作業の能率向上も実現できる。

【０１１５】なお、上述した実施の形態では、目視によ
るマクロ検査の場合のみについて述べたが、ステージ支
持枠２０７をＸＹ軸方向に平行移動できることから、ス
テージ支持枠２０７をＸ軸方向に平行移動させるととも
に、図示しない顕微鏡をステージ支持枠２０７の移動方
向（Ｘ軸）と交差する方向（Ｙ軸）に移動させることに
より、基板全面について顕微鏡によるミクロ観察を実現
することもできる。また、上述した実施の形態では、本
発明のパラレルリンク機構を基板検査装置に適用した例
を示すが、基板検査装置以外への適用も勿論可能であ
る。

【０１１６】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態を説明する。

【０１１７】図２０は、本発明のパラレルリンク機構を
適用した基板検査装置の概略構成を示すもので、図１３
と同一部分には、同符号を付している。

【０１１８】この場合、ベース２０１上には、複数（図
示例では３個）の水平直動アクチュエータ３０１ａ、３
０１ｂ、３０１ｃを設けている。これら水平直動アクチ
ュエータ３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃは、それぞれ直
線状のねじシャフト３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃに移
動体３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃを有していて、これ
らねじシャフト３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃをモータ
３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃにより回転駆動すること
で、移動体３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃを水平方向、
つまり図示矢印Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３方向に直線移動させる
ようになっている。

【０１１９】この場合、水平直動アクチュエータ３０１
ａ、３０１ｂ、３０１ｃのうち水平直動アクチュエータ
３０１ｂは、ベース２０１の装置前面の左右方向、水平
直動アクチュエータ３０１ａ、３０１ｃは、ベース２０
１の装置側面の前後方向に直動するように配置されてい
る。

【０１２０】水平直動アクチュエータ３０１ａ、３０１
ｂ、３０１ｃの移動体３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃに
は、垂直回転アクチュエータ２０４ａ、２０４ｂ、２０
４ｃを各別に設け、これら垂直回転アクチュエータ２０
４ａ、２０４ｂ、２０４ｃには、垂直回転アーム２０５
ａ、２０５ｂ、２０５ｃの基端部を設けている。

【０１２１】これら垂直回転アーム２０５ａ、２０５
ｂ、２０５ｃは、垂直回転アクチュエータ２０４ａ、２
０４ｂ、２０４ｃにより、垂直回転、つまり図示矢印Ｂ
１、Ｂ２、Ｂ３方向に起倒可能になっている。

【０１２２】その他の構成は、上述した図１３と同様で
あり、ここでの説明は省略する。

【０１２３】次に、このように構成した実施の形態の動
作を説明する。

【０１２４】この場合も、被検査基板２１０を受渡しす
るには、回転駆動部２０９を駆動して基板ホルダ２０８
を図２０に示すように水平状態に保持させる。続けて、
基板ホルダ２０８への被検査基板２１０の搬入待機位置
に対応する所定の位置座標、すなわち、クリーンルーム
の基板受渡し部２１２まで、水平直動アクチュエータ３
０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃにより移動体３０３ａ、３
０３ｂ、３０３ｃを、垂直回転アクチュエータ２０４
ａ、２０４ｂ、２０４ｃにより垂直回転アーム２０５
ａ、２０５ｂ、２０５ｃをそれぞれ協調制御することに
よりステージ支持枠２０７を移動させる。

【０１２５】次に、基板搬送部２１３の搬送アーム２１
３ｃを図示矢印Ｅ方向に回動して、最初にカセット２１
４方向に向けた後、水平方向に移動させてカセット２１
４中の被検査基板２１０を１枚だけ取出す。続けて、搬
送アーム２１３ｃを図示矢印Ｅ方向にさらに回動すると
ともに、基板ホルダ２０８方向に反転させた後、図示矢
印Ｆ方向に水平動作させて、水平状態で待機している基
板ホルダ２０８上に被検査基板２１０を受け渡す。

【０１２６】基板ホルダ２０８は、受取った被検査基板
２１０を図示しない整列装置により正常位置に整列する
とともに、被検査基板２１０の周縁に対向させて設けら
れた図示しない吸着口での真空吸引により、被検査基板
２１０を吸着し保持する。

【０１２７】次に、図２１に示すように水平直動アクチ
ュエータ３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃによる移動体３
０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃの水平直動制御と垂直回転
アクチュエータ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃによる垂
直回転アーム２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃの垂直回転
制御を協調して行ないながら、ステージ支持枠２０７を
検査者の観察位置まで水平移動（Ｘ軸およびＹ軸方向）
させ、さらに垂直回転アクチュエータ２０４ａ、２０４
ｂ、２０４ｃにより垂直回転アーム２０５ａ、２０５
ｂ、２０５ｃのそれぞれの立上がり角度を調整して、ス
テージ支持枠２０７を垂直方向（Ｚ軸方向）に移動さ
せ、基板ホルダ２０８を被検査基板２１０の目視観察に
最適な高さに設定する。

【０１２８】この状態で、被検査基板２１０の上方か
ら、被検査基板２１０面に照明光を照射する。そして、
回転駆動部２０９を駆動して基板ホルダ２０８を目視観
察に最適な所定の角度に傾斜させ、被検査基板２１０表
面からの反射光を利用して基板表面の膜厚ムラや傷など
を目視によりマクロ的に観察し、外観検査を行なう。

【０１２９】この場合、水平直動アクチュエータ３０１
ａ、３０１ｂ、３０１ｃによる移動体３０３ａ、３０３
ｂ、３０３ｃの水平直動制御と、垂直回転アクチュエー
タ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃによる垂直回転アーム
２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃの垂直回転制御を協調し
て行なう際に、特に、図２２に示すように、装置側面の
水平直動アクチュエータ３０１ａ、３０１ｃの移動体３
０３ａ、３０３ｃにより垂直回転アクチュエータ２０４
ａ、２０４ｃを後方に移動させ、この状態で、装置前面
の垂直回転アクチュエータ２０４ｂの垂直回転アーム２
０５ｂの立上がり角度を変化させると、ステージ支持枠
２０７全体が前後に揺動されるようになり、基板ホルダ
２０８をＸ軸回りに回動させることができる。

【０１３０】同様にして、図２３に示すように、装置側
面の水平直動アクチュエータ３０１ａ、３０１ｃの移動
体３０３ａ、３０３ｃにより垂直回転アクチュエータ２
０４ａ、２０４ｃを後方に移動させた状態で、垂直回転
アーム２０５ａと２０５ｂの組と垂直回転アーム２０５
ｂと２０５ｃの組の立上がり角度を交互に変化させる
と、ステージ支持枠２０７全体が左右に揺動されるよう
になり、基板ホルダ２０８をＹ軸回りに回動させること
ができる。

【０１３１】さらに、図２４に示すように、装置前面に
位置する垂直回転アクチュエータ２０４ｂにより垂直回
転アーム２０５ｂの立上がり角度を調整しながら、装置
側面の水平直動アクチュエータ３０１ａ、３０１ｃの移
動体３０３ａ、３０３ｃを交互に前後方向に移動させる
ことにより、ステージ支持枠２０７とともに、基板ホル
ダ２０８をＺ軸回りに回動させることができる。

【０１３２】これまでの説明では、基板ホルダ２０８の
各軸方向の平行移動および各軸回りの回動について述べ
たが、これらの水平移動および各軸回りの回動などを組
み合わせることにより、例えば、図２５に示すように、
左右の揺動とＺ軸回りの回動を組み合わせるなど、さら
に複雑な動きを実現することもできる。

【０１３３】また、この場合も、基板ホルダ２０８上に
被検査基板２１０を吸着保持した状態で、回転駆動部２
０９により基板ホルダ２０８を３６０°回転できる構成
とし、基板表面の目視によるマクロ検査が終了したとこ
ろで、回転駆動部２０９により基板ホルダ２０８を回転
させて、基板裏面を装置前面に向けることにより、上述
したと同様にして基板裏面の目視によるマクロ検査を行
なうことができる。

【０１３４】さらに、上述したステージ支持枠２０７の
平行移動や前後左右の揺動などの一連の動きは、制御部
２１５に設けられた並進移動ジョイステック２１６およ
び回転動揺ジョイステック２１７の操作により実現され
る。例えば、並進移動ジョイステック２１６の操作によ
りステージ支持枠２０７とともに基板ホルダ２０８を前
後左右に平行移動させ、回転動揺ジョイステック２１７
の操作によりステージ支持枠２０７とともに基板ホルダ
２０８を前後左右に揺動させるようにすれば、人間の手
の自由度と同様な動きの下で被検査基板２１０のマクロ
検査を行なうことができる。

【０１３５】その後、被検査基板２１０の目視によるマ
クロ検査が終了すると、回転駆動部２０９を駆動して基
板ホルダ２０８を傾斜状態から図２０に示す水平状態に
戻す。そして、被検査基板２１０の搬入待機位置に対応
するクリーンルームの基板受渡し部２１２まで、水平直
動アクチュエータ３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃおよび
垂直回転アーム２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃのそれぞ
れの協調制御によりステージ支持枠２０７を移動させ、
基板ホルダ２０８上の検査済み被検査基板２１０を取出
し、続けて、搬送アーム２１３ｃをさらに回動してカセ
ット２１４方向に反転させた後、水平方向に移動させて
カセット２１４に戻すとともに、新たな被検査基板２１
０を取り出して、再び、水平状態で待機している基板ホ
ルダ２０８上に受け渡す。

【０１３６】以下、同様にして基板ホルダ２０８への被
検査基板２１０の受渡しを繰り返し、上述したステージ
支持枠２０７の平行移動、前後左右の揺動などの一連の
動きを実行することにより、検査者の目視によるマクロ
検査を連続して行なうことができる。

【０１３７】従って、このようにしても第２の実施の形
態で述べたと同様な効果を期待することができる。

【０１３８】

【発明の効果】本発明によれば、人の手の動きと同様に
試料の表裏面の向きを自由に切り換えることによって、
試料の表裏面全体に亘って隈無くマクロ的に目視検査す
ることが可能な基板検査装置を提供することができる。

【０１３９】また、本発明によれば、水平回転アクチュ
エータによる水平回転アームまたは水平直動アクチュエ
ータによる移動体の制御と垂直回転アクチュエータによ
る垂直回転アームの制御を協調して行なうことにより、
可動部材の平行移動、前後左右の揺動、垂直軸回り回動
などの多様な動きを実現することができる。

【０１４０】さらに、本発明によれば、被検体保持手段
に保持された被検体に対して平行移動、前後左右の揺
動、垂直軸回り回動など、人間の手の自由度と同様な多
様な動きを実現できるので、精度の高いマクロ検査を行
なうことができる。また、可動部材に設けられ被検体保
持手段を回転させることで、被検体の裏面についても、
多様な動きの下でマクロ検査を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板検査装置
の全体の構成を示す斜視図。

【図２】第１の実施の形態のマクロテーブルの構成を示
す図。

【図３】第１の実施の形態のパラレルリンク機構の構成
を示す図。

【図４】第１の実施の形態のマクロテーブルにおける座
標変換系及び空間ベクトルを示す図。

【図５】第１の実施の形態のパラレルリンク機構の制御
系のブロック図。

【図６】第１の実施の形態のウエハを揺動させることに
よってウエハ表面のマクロ検査を行っている状態を示す
図。

【図７】第１の実施の形態のウエハを揺動させることに
よってウエハ表面のマクロ検査を行っている他の状態を
示す図。

【図８】第１の実施の形態のウエハ裏面のマクロ検査を
行っている状態を示す図。

【図９】第１の実施の形態の変形例に係り、３本のリン
ク機構から成るパラレルリンク機構の構成を示す図。

【図１０】第１の実施の形態の変形例に係る直動固定型
パラレルリンク機構の構成を示す図。

【図１１】第１の実施の形態の変形例に係る回転型パラ
レルリンク機構の構成を示す図。

【図１２】第１の実施の形態の変形例に係る旋回型パラ
レルリンク機構の構成を示す図。

【図１３】本発明の第２の実施の形態に係るパラレルリ
ンク機構の概略構成を示す図。

【図１４】第２の実施の形態の基板ホルダの平行移動お
よび垂直移動を説明するための図。

【図１５】第２の実施の形態の基板ホルダの傾斜動作を
説明するための図。

【図１６】第２の実施の形態の基板ホルダの前後の揺動
を説明するための図。

【図１７】第２の実施の形態の基板ホルダの左右の揺動
を説明するための図。

【図１８】第２の形態の基板ホルダのＺ軸回りの回動を
説明するための図。

【図１９】第２の形態の基板ホルダの複合動作を説明す
るための図。

【図２０】本発明の第３の実施の形態に係るパラレルリ
ンク機構の概略構成を示す図。

【図２１】第３の実施の形態の基板ホルダの平行移動お
よび垂直移動を説明するための図。

【図２２】第３の実施の形態の基板ホルダの前後の揺動
を説明するための図。

【図２3】第３の実施の形態の基板ホルダの左右の揺動
を説明するための図。

【図２４】第２３形態の基板ホルダのＺ軸回りの回動を
説明するための図。

【図２５】第３の形態の基板ホルダの複合動作を説明す
るための図。

【符号の説明】

２…ウエハ ７０…載置台 ７０ｂ…回転モータ ８２…パラレルリンク機構 ８４…固定ベース ８６…可動板 ８８…リンク機構 ９０…ボールジョイント ９２…直動式アクチュエータ ９４…リンク ２０１…ベース ２０２ａ．２０２ｂ．２０２ｃ…水平回転アーム ２０３ａ．２０３ｂ．２０３ｃ…水平回転アクチュエー
タ ２０４ａ．２０４ｂ．２０４ｃ…垂直回転アクチュエー
タ ２０５ａ．２０５ｂ．２０５ｃ…垂直回転アーム ２０６ａ．２０６ｂ．２０６ｃ…ボールジョイント ２０７…ステージ支持枠 ２０７ａ．２０７ｂ…突出部 ２０７１．２０７２…辺部 ２０８…基板ホルダ ２０９…回転駆動部 ２１０…被検査基板 ２１１…基板検査部 ２１２…基板受渡し部 １３…基板搬送部 ２１３ａ…搬送駆動部 ２１３ｂ…駆動軸 ２１３ｃ…搬送アーム ２１４…カセット ２１５…制御部 ２１６…並進移動ジョイステック ２１７…回転動揺ジョイステック

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料を載置可能な載置台と、 この載置台を支持するパラレルリンク機構とを備えてお
   り、 前記パラレルリンク機構には、前記載置台が連結した可
   動板と、この可動板を傾斜及び揺動並びに揺動回転させ
   ることが可能な３本以上のリンク機構とが設けられてい
   ることを特徴とする基板検査装置。
2. 【請求項２】 前記載置台を回転させる回転駆動系と、 前記リンク機構を夫々駆動させることが可能なジョイス
   ティックとを備えており、 前記ジョイスティックによって前記リンク機構を夫々駆
   動して前記可動板を動作制御することによって、前記載
   置台に載置された前記試料を所定方向に傾斜させた状態
   で自転させ、或いは、前記載置台に載置された前記試料
   を所定方向に揺動させた状態で自転させ、或いは、前記
   載置台に載置された前記試料を所定方向に揺動回転させ
   た状態で自転させることを特徴とする請求項１に記載の
   基板検査装置。
3. 【請求項３】 前記パラレルリンク機構は、前記載置台
   の中心を三次元座標の中心とした場合に、その各座標軸
   から外れた任意の仮想軸回りに前記載置台を傾斜及び揺
   動並びに揺動回転させることを特徴とする請求項１に記
   載の基板検査装置。
4. 【請求項４】 水平方向に回転可能な水平回転アームを
   有する少なくとも３個の水平回転アクチュエータと、 前記水平回転アームにそれぞれ設けられるとともに、垂
   直回転可能な垂直回転アームを有する垂直回転アクチュ
   エータと、 前記垂直回転アームに支持された可動部材と を具備したことを特徴とするパラレルリンク機構。
5. 【請求項５】 水平回転アクチュエータは、隣接するも
   ののそれぞれの間の距離が等しくなるように配置される
   ことを特徴とする請求項４記載のパラレルリンク機構。
6. 【請求項６】 水平方向に直動可能な移動体を有する少
   なくとも３個の水平直動アクチュエータと、 これら水平直動アクチュエータの移動体にそれぞれ設け
   られるとともに、垂直回転可能な垂直回転アームを有す
   る垂直回転アクチュエータと、 前記垂直回転アームに支持された可動部材とを具備した
   ことを特徴とするパラレルリンク機構。
7. 【請求項７】 水平方向に回転可能な水平回転アームを
   有する少なくとも３個の水平回転アクチュエータと、 前記水平回転アームにそれぞれ設けられるとともに、垂
   直回転可能な垂直回転アームを有する垂直回転アクチュ
   エータと、 前記垂直回転アームにより支持された可動部材と、 前記可動部材に回転可能に設けられ、且つ被検体を保持
   する被検体保持手段とを具備したことを特徴とする基板
   検査装置。
8. 【請求項８】 水平方向に直動可能な移動体を有する少
   なくとも３個の水平直動アクチュエータと、 これら水平直動アクチュエータの移動体にそれぞれ設け
   られるとともに、垂直回転可能な垂直回転アームを有す
   る垂直回転アクチュエータと、 前記垂直回転アームに支持された可動部材と、 前記可動部材に回転可能に設けられ、且つ被検体を保持
   する被検体保持手段とを具備したことを特徴とする基板
   検査装置。