JP2000266678A

JP2000266678A - 円板状部材の揺動装置

Info

Publication number: JP2000266678A
Application number: JP11070094A
Authority: JP
Inventors: Haruyuki Tsuji; 治之辻
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、観察に必要とする照明範囲を最小
にして、精度の高い外観観察を可能にした円板状部材の
揺動装置を提供する。【解決手段】ウェハ１８を保持するウェハ吸着台１７
を有するウェハ保持ユニット１６を回転軸１２で支持す
るとともに、この回転軸１２を円弧状の切欠き部２ａに
沿って移動可能な移動部材６に、切欠き部２ａの円弧中
心にウェハ吸着台１７によるウェハ１８の中心を一致さ
せるようにして支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣウェハやマス
ク基板などの板状部材の欠陥検査などに用いられる円板
状部材の揺動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＩＣウェハやマスク基板などの製
造工程において、これらＩＣウェハやマスク基板面での
傷やむら、素子不良などの欠陥を目視観察により検査す
る欠陥検査が行われている。

【０００３】そして、このような欠陥検査を行うため
に、ＩＣウェハやマスク基板などの円板状部材を保持す
るとともに、この板状部材の表面全体をあらゆる角度か
ら目視観察できるようにした検査装置が実用化されてい
る。

【０００４】例えば、実開平５−６４７６０号公報に
は、円板状の半導体ウェハの周縁部を１対のアームによ
り挟持するとともに、この状態のアーム全体を回転ドラ
ムを用いて傾斜方向に揺動および表裏回転方向に回転で
きるようにしたものが開示され、また、特開平６−３４
９９０８号公報には、円板状のウェハをマクロテーブル
上に保持させた状態で、３６０の周方向範囲で任意の傾
斜角度で傾斜させることで、ウェハ表面の目視観察を可
能にし、その後、ウェハ保持腕に持替えてウェハを反転
させることで、ウェハ裏面の目視観察をも可能にしたも
のが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実開平５−
６４７６０号公報に開示されるものは、アーム全体を傾
斜方向に回動させると、この回動にともない観察者の目
の位置とウェハとの距離が大きく変動するため、目視観
察が不正確になり易く、また、図６に示すようにアーム
に挟持されたウェハＡ全体を点Ｏを中心に傾斜方向に回
動させると、広い観察範囲を必要とし、仮に、図示斜線
で示すような照明範囲Ｂが設定される場合、この照明範
囲Ｂを外れてしまうおそれがあり、このため、観察作業
の集中を妨げられ作業能率が低下するという問題があっ
た。

【０００６】また、特開平６−３４９９０８号公報に開
示されるものは、ウェハ裏面の目視観察の際に、その都
度、ウェハを保持腕に持替えて反転しなければならない
ため、ウェハの表裏面を検査する上で作業効率が悪く、
また、ウェハの表面と裏面の検査で観察位置が異なるた
め、この場合も、検査途中で照明範囲を外れてしまうと
いう問題が生じる。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、観察に必要とする照明範囲を最小にして、精度の高
い外観観察を可能にした円板状部材の揺動装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
円板状部材を保持する保持部材と、この保持部材を支持
する軸体と、この軸体の基端部を支持するとともに、前
記円板状部材の中心を変位させることなく前記円板状部
材を揺動させる揺動手段とにより構成している。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記揺動手段は、円弧状のガイドに沿って
移動可能な移動部材を有し、前記ガイドの円弧中心に前
記円板状部材の中心を一致させるように前記移動部材
に、前記軸体の基端部を支持させることを特徴としてい
る。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記揺動手段は、少なくとも一方端部を回
転可能に支持された円弧状アームを有し、該円弧状アー
ムの円弧中心に前記円板状部材の保持中心を一致させる
ように、前記円弧状アームに、前記軸体の基端部を支持
させることを特徴としている。

【００１１】この結果、本発明によれば円板状部材の中
心を変位させることなく、円板状部材の揺動などの動作
を行うことができるので、観察者の目の位置と円板状部
材までの距離を、ほぼ一定に保つことができる。また、
円板状部材の揺動などの動きを照明範囲を外れることな
く行うことができるので、最小の照明範囲の中で観察作
業を集中して行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。

【００１３】（第１の実施の形態）図１は、本発明が適
用される円板状部材の揺動装置の概略構成を示してい
る。図において、１はベースで、このベース１上には、
垂直板２が設けられている。この垂直板２は、図示右上
から左下にかけて円弧状の切欠き部２ａを形成してい
る。この場合の円弧状の切欠き部２ａの円弧中心は、後
述する円板状部材としてのウェハ１８の保持中心と一致
するようになっている。

【００１４】垂直板２の円弧状の切欠き部２ａ側縁に沿
ってベルトＲガイド３およびＲガイド４を所定の間隔を
おいて配置している。このベルトＲガイド３は、歯付き
ベルト５を支持するもので、ベルトＲガイド３の円弧状
外側面に沿って歯付きベルト５を配置するとともに、ベ
ルト５両端部を固定している。また、Ｒガイド４は、移
動ブロック７を介して移動部材６を支持するもので、移
動ブロック７とともに、移動部材６を円弧状の切欠き部
２ａに沿ってガイドするためのものである。

【００１５】移動部材６には、第１のモータ８を設けて
いる。この第１のモータ８は、垂直板２面に対して垂直
方向に配置するとともに、回転軸先端に歯車９を取付
け、また、歯車９を挟むように１対のカムフォロアー１
０を配置している。

【００１６】この場合、第１のモータ８に取付けた歯車
９は、図２に示すようにベルトＲガイド３と歯付きベル
ト５との間で、歯付きベルト５の歯と噛合するように配
置されるとともに、１対のカムフォロアー１０は、歯車
９に巻装された歯付きベルト５をベルトＲガイド３側に
押圧するように配置されており、第１のモータ８の駆動
にともなう歯車９の回転により、歯車９が歯付きベルト
５に沿って転動することにより移動部材６全体がＲガイ
ド４に沿って自走するようになっている。

【００１７】また、第１のモータ８には、図示しないブ
レーキが付加されていて、電源遮断時に、移動部材６が
不必要に動くのを防止するようにしている。

【００１８】移動部材６には、軸受ユニット１１を設け
ている。この軸受ユニット１１には、垂直板２の円弧状
をなす切欠き部２ａの中心方向に延出される回転軸１２
を回転自在に支持している。この回転軸１２は、管状を
なすとともに、その先端部１２１を、基端部１２２の中
心軸１２ａに対して段部１２ｂを介して所定距離ずらし
て形成しており、回転軸１２を回転したとき、段部１２
ｂにより、先端部１２１が中心軸１２ａを中心にして回
動するようにしている。

【００１９】回転軸１２には、軸受ユニット１１への支
持部近傍の基端部１２２に歯車１３を取付け、歯車１３
に歯付きベルト１４を介して第２のモータ１５の回転軸
に取付けた歯車１５ａを接続し、この第２のモータ１５
により回転軸１２を回動駆動するようになっている。こ
のモータ１５は、揺動マクロ観察モード時には、ウェハ
１８が水平状態から左右に所定の角度、例えば±４５°
の範囲で回転し、裏面マクロ観察モード時には１８０°
回動するように制御される。また、回転軸１２の先端部
１２１には、ウェハ保持ユニット１６を設けている。こ
のウェハ保持ユニット１６は、ウェハ１８の中心を吸着
保持するためのウェハ吸着台１７を有している。この場
合、ウェハ１８の一致するウェハ吸着台１７の中心１７
ａが、Ｒガイド４の円弧の中心に位置するようになって
いる。また、ウェハ吸着台１７は、ウェハ１８に傷を付
けない材質で吸着効果を高める吸着パッド１９を設けて
いる。

【００２０】ウェハ吸着台１７は、軸受ベアリングユニ
ット２０により回転可能に支持されている。また、ウェ
ハ吸着台１７には、歯車２１を設けており、この歯車２
１を歯付きベルト２２を介して第３のモータ２３の回転
軸に設けられた歯車２３ａに接続し、この第３のモータ
２３によりウェハ１８を保持した状態で、ウェハ吸着台
１７を回転駆動するようにしている。

【００２１】軸受ベアリングユニット２０には、真空吸
着チューブ用のロータリジョイント２４を設けている。
このロータリジョイント２４には、チューブ２５を接続
している。このチューブ２５は、ウェハ吸着台１７での
真空吸着を得るためのエア引き行うものである。そし
て、第３のモータ２３のケーブル（図示せず）とチュー
ブ２５は、管状をなす回転軸１２の中空部、軸受ユニッ
ト１１を通って外部に導出するとともに、第１のモータ
８のケーブル８ａおよび第２のモータ１５のケーブル１
５ｂとともに、プラレールチェーン２６中に収容して移
動部材６の移動に追従できるようにしている。

【００２２】次に、以上のように構成した実施の形態の
動作を説明する。

【００２３】まず、第１のモータ８を駆動することによ
り、移動部材６をＲガイド４に沿って移動させる。図１
に示すように回転軸１２を水平方向に位置させるととも
に、第２のモータ１５を駆動させることにより、回転軸
１２を回動させてウェハ保持ユニット１６のウェハ吸着
台１７を上方に向けて水平に位置させる。

【００２４】次に、ウェハ吸着台１７上に図示しないウ
ェハ供給手段によりウェハ１８を供給する。すると、チ
ューブ２５を介してエア引きが行われ、ウェハ１８は、
ウェハ吸着台１７上に吸着保持される。

【００２５】この状態から、第３のモータ２３を駆動す
ると、ベルト２２を介してウェハ吸着台１７が回転し、
このウェハ吸着台１７とともにウェハ１８が回転され、
ウェハ１８表面の目視観察（回転マクロモード）が行わ
れる。

【００２６】次に、第２のモータ１５を駆動すると、ベ
ルト１４を介して回転軸１２が所定の回転角度範囲内で
正転、反転され、この回転軸１２とともに、ウェハ吸着
台１７が揺動される。この場合、回転軸１２は、先端部
１２１を基端部１２２の中心軸１２ａに対して段部１２
ｂを介して形成しているので、回転軸１２を回転したと
き、ウェハ吸着台１７は、回転軸１２の中心軸１２ａを
中心にして揺動するようになり、このウェハ吸着台１７
とともにウェハ１８も揺動され、ウェハ１８表面の目視
観察（揺動マクロモード）が行われる。さらにモータ１
５を１８０°回動させ、ウェハ吸着台１７に吸着保持さ
れたウェハ１８を反転させ、ウェハ１８の裏面の目視観
察（裏面マクロモード）が行なわれる。

【００２７】次に、第１のモータ８を駆動すると、歯車
９が回転される。すると、１対のカムフォロアー１０に
よるベルト５のベルトＲガイド３側への押圧により、歯
車９が歯付きベルト５に沿って転動するようになり、こ
れにともない移動部材６全体がＲガイド４に沿って自走
される。これにより、回転軸１２は、移動部材６と一緒
にＲガイド４に沿って前後方向に揺動されるようにな
り、この回転軸１２とともにウェハ吸着台１７も揺動さ
れ、ウェハ１８表面の目視観察（二次元揺動マクロモー
ド）が行われる。

【００２８】このようにして、ウェハ吸着台１７に吸着
保持されたウェハ１８は、ウェハ吸着台１７の回転にと
もなう回転、回転軸１２の回動にともなう揺動および移
動部材６のＲガイド４に沿って移動にともなう揺動が組
み合わされた各種の動きが可能となり、それぞれの動き
の下で目視観察が行われることになる。

【００２９】従って、このようにすれば、ウェハ吸着台
１７のウェハ中心１７ａは、ウェハ吸着台１７の回転中
心および回転軸１２の回転中心と一致し、さらに、移動
部材６が移動するＲガイド４の円弧中心とも一致してい
るので、図３に示すように、ウェハ中心１７ａを変位さ
せることなく、ウェハ１８の回転および揺動のそれぞれ
の動作を行わせることができる。これにより、観察者の
目の位置とウェハ１８中心までの距離を、常に一定に保
つことができるので、ゴミ、傷などの検出率の高いウェ
ハ観察を行うことができる。また、ウェハ１８の回転お
よび揺動を照明範囲Ｂ’を外れることなく行うことがで
きるので、最小の照明範囲Ｂ’の中で観察作業を集中し
て行うことができるようになり、目視作業の能率を高め
ることができる。

【００３０】さらに、ウェハ１８を保持するウェハ吸着
台１７の上方に、他の機構部が一切存在していないの
で、ウェハ１８面上への着塵を防止することもできる。

【００３１】（第２の実施の形態）図４は、本発明の第
２の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部
分には、同符号を付している。

【００３２】この場合、垂直板２にモータ３１を固定
し、このモータ３１の回転軸３１ａに円弧状のアーム３
２の基端部を取付けている。また、アーム３２の先端部
には、回転ユニット３３を設けている。この回転ユニッ
ト３３は、軸受ユニット３４とモータ３５を有し、この
うちの軸受ユニット３４にウェハ保持ユニット１６を取
付けた回転軸１２を回転可能に支持するとともに、モー
タ３５により直接回転軸１２を回転駆動するようにして
いる。

【００３３】この場合、ウェハ保持ユニット１６は、ウ
ェハ吸着台１７のウェハ保持中心１７ａが、アーム３２
の回転中心３２ａと回転軸１２の中心軸１２ａが直交す
る点に位置するようになっている。

【００３４】このようにしても、ウェハ吸着台１７のウ
ェハ中心１７ａは、アーム３２の回転中心３２ａと回転
軸１２の中心軸１２ａとが直交する点に一致しているの
で、この場合も、ウェハ中心１７ａを変位させることな
く、ウェハ１８の回転および揺動のそれぞれの動作を行
わせることができ、上述した第１の実施の形態と同様な
効果を期待でき、さらに、第１の実施の形態のものと比
べ、部品点数を少なくでき、価格的に安価にできる。

【００３５】なお、上述した第２の実施の形態では、円
弧状のアーム３２の基端部側のみを垂直板２のモータ３
１により支持するようにしたが、例えば、図５に示すよ
うに、円弧状のアーム３６は、一方端部を垂直板２のモ
ータ３１により支持し、他方端部を垂直板２に直接支持
するようにした両持ち構成のものを用いてもよい。この
場合、ウェハ保持ユニット１６を取付けた回転軸１２
は、円弧状のアーム３６の中間点に設けられる。このよ
うにすれば、振動に強く、スムーズな動きが可能とな
る。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、円
板状部材の保持中心を変位させることなく、円板状部材
の揺動などの動作を行うことができるので、観察者の目
の位置と円板状部材の中心位置までの距離を、常に一定
に保つことができ、ゴミ、傷などの検出率の高い観察を
行うことができる。

【００３７】また、円板状部材の揺動などの動きを照明
範囲を外れることなく行うことができるので、最小の照
明範囲の中で観察作業を集中して行うことができるよう
になり、作業能率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図２】第１の実施の形態に用いられる移動体の駆動部
の概略構成を示す図。

【図３】第１の実施の形態のウェハの動きと照明範囲の
関係を説明するための図。

【図４】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図５】本発明の第２の実施の形態の変形例の概略構成
を示す図。

【図６】従来のウェハの動きと照明範囲の関係を説明す
るための図。

【符号の説明】

１…ベース２…垂直板２ａ…切欠き部３…ベルトＲガイド４…Ｒガイド５…歯付きベルト６…移動部材７…移動ブロック８…第１のモータ８ａ…ケーブル９…歯車１０…カムフォロアー１１…軸受ユニット１２…回転軸１２ａ…中心軸１２ｂ…段部１２１…先端部１２２…基端部１３…歯車１４…歯付きベルト１５…第２のモータ１５ａ…歯車１５ｂ…ケーブル１６…ウェハ保持ユニット１７…ウェハ吸着台１７ａ…ウェハ中心１８…ウェハ１９…パッド２０…軸受ベアリングユニット２１…歯車２２…歯付きベルト２３…第３のモータ２３ａ…歯車２４…ロータリジョイント２５…チューブ２６…プラレールチェーン３１…モータ３１ａ…回転軸３２…アーム３２ａ…回転中心３３…回転ユニット３４…軸受ユニット３５…モータ３６…アーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板状部材を保持する保持部材と、この保持部材を支持する軸体と、この軸体の基端部を支持するとともに、前記円板状部材
の中心を変位させることなく前記円板状部材を揺動させ
る揺動手段とを具備したことを特徴とする円板状部材の
揺動装置。
【請求項２】前記揺動手段は、円弧状のガイドに沿っ
て移動可能な移動部材を有し、前記ガイドの円弧中心に
前記円板状部材の中心を一致させるように、前記移動部
材に前記軸体の基端部を支持させることを特徴とする請
求項１記載の円板状部材の揺動装置。
【請求項３】前記揺動手段は、少なくとも一方端部を
回転可能に支持された円弧状アームを有し、該円弧状ア
ームの円弧中心に前記円板状部材の保持中心を一致させ
るように、前記円弧状アームに、前記軸体の基端部を支
持させることを特徴とする請求項１記載の円板状部材の
揺動装置。