JP2001093968A

JP2001093968A - 円板状部材の保持装置

Info

Publication number: JP2001093968A
Application number: JP26668499A
Authority: JP
Inventors: Haruyuki Tsuji; 治之辻
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】円板状部材を安定した保持できる円板状部材
の保持装置を提供する。【解決手段】ウェハ３０の直径より僅かに大きな開口
部１６ｃを有する円弧状のアーム１６ｂの開口部１６ｃ
を介して供給されるウェハ３０を、アーム１６ｂの内周
面に沿って位置決めして保持し、この保持された状態の
ウェハ３０の周縁部を、アーム１６ｂに回動自在に設け
られたレバー１６ｄにより押圧して脱落を阻止する。

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
ク基板などの円板状部材の欠陥検査などに用いられる円
板状部材の保持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において、Ｉ
Ｃウェハやマスク基板などの円板状部材の面全体をあら
ゆる角度から目視観察できるように円板状部材を保持す
る保持装置が実用化されている。

【０００４】ところで、これまでの保持装置は、円板状
部材の中心部や周縁部の一部を吸着手段により吸着保持
し、この状態で、部材の揺動や表裏方向の回転を可能に
したものがほとんどあった。

【０００５】しかし、このように円板状部材の一部でも
吸着保持すると、吸着部分に吸着した痕跡が残るため、
その部分が欠陥になってしまうことがある。

【０００６】そこで、最近では、吸着手段を用いること
なく、円板状部材の周縁を保持する方法が採用されてい
る。

【０００７】実開平５−６４７６０号公報は、このよう
な円板状部材の保持装置の一例を示すもので、アーム台
に１対のアームがそれぞれ開閉方向に摺動可能に設けら
れていて、円板状の半導体ウェハ周縁を挟持し、表裏回
転方向に回転自在とするとともに、１対のアームに設け
られた自転案内用ローラにより半導体ウェハのみを水平
に回転可能にしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成したものでは、開閉方向に摺動可能に設けられる１
対のアームにより円板状ウェハを挟持するようにしてい
るので、１対のアームの回動角度がずれるとアームに挟
持されたウェハに芯ずれが生じることがある。そして、
この芯ずれを生じたまま所定の検査などを実行し、その
後、半導体ウェハをカセットなどに戻すことがあると、
芯ずれ状態のままで、受け渡しハンドに渡されるため、
半導体ウェハ周縁がカセット収納部の壁などに衝突し、
ウェハを破損してしまうという問題が生じる。

【０００９】また、１対のアームに挟持された半導体ウ
ェハを水平に回転させるのに、自転案内用ローラを設け
ているが、これらのローラは、駆動ローラと従動ローラ
とに分けられ、従動ローラは、ウェハ周面がローラを回
転させるため、これらの間にすべり発生し、削り屑のよ
うなゴミが発生し、半導体ウェハなどに付着して欠陥の
原因を招くという問題があった。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、円板状部材を安定した保持できる円板状部材の保持
装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
円板状部材の直径より僅かに大きな開口部を有する円弧
状をなし、前記開口部を介して供給される円板状部材
を、その内周面に沿って位置決めして保持するアーム部
材と、このアーム部材に回動自在に設けられ、前記アー
ム部材の内周面に沿って保持された円板状部材の周縁部
を押圧して該円板状部材の脱落を阻止する押さえ部材と
を具備したことを特徴としている。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記アーム部材の内周面に沿って複数個配
置され、前記円板状部材の周縁を保持するとともに、そ
れぞれに同時に回転力が伝えられ、前記円板状部材を水
平回転させる駆動ローラを有することを特徴としてい
る。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、前記アーム部材は、内周面の一部
に、前記円板状部材の受け渡し手段の干渉を防止する切
込み部を形成したことを特徴としている。

【００１４】この結果、本発明によれば、円板状部材を
芯ずれのない正確な位置に位置決めして保持することが
できる。

【００１５】また、本発明によれば、円板状部材とのす
べりが発生することがなく、削り屑などのゴミの発生を
防止できる。

【００１６】さらに、本発明によれば、受け渡し手段の
干渉により円板状部材が落下して破損するようなことを
防止できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従い説明する。

【００１８】（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保持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３０の保持中心と一致
するようになっている。

【００１９】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。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、歯付き
ベルト５両端部を固定している。また、Ｒガイド４は、
図示しない移動ブロックを介して移動部材６を支持する
もので、移動ブロックとともに、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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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中空の回転
軸１２を回転自在に支持している。

【００２４】回転軸１２は、軸受ユニット１１への支持
部近傍に歯車１３を取付け、歯車１３に歯付きベルト１
４を介して第２のモータ１５の回転軸に接続し、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３０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の先端部には、ウェハ保持ユニット１６を設けて
いる。

【００２５】ウェハ保持ユニット１６は、図３に示すよ
うにユニット基端部１６ａにウェハ３０の直径より僅か
に大きな開口部１６ｃを有する円弧状のアーム１６ｂを
設けている。この円弧状アーム１６ｂは、ウェハ３０の
半径とほぼ同じ半径を有するとともに、図４（ｂ）に示
すように上下２枚の板部材１６ｂ１、１６ｂ２を所定間
隔をおいて配置した構造からなっていて、開口部１６ｃ
を介して供給されるウェハ３０を、その内側周面に沿っ
て位置決めして保持するようになっている。

【００２６】アーム１６ｂの端部には、押さえ部材とし
てレバー１６ｄを回動自在に設けている。このレバー１
６ｄは、図４（ａ）に示すようにアーム１６ｂの端部に
軸１６ｅを介して回動自在に支持されるとともに、直動
アクチュエータ、例えばソレノイド１７の可動軸１７ａ
が接続されている。このソレノイド１７は、ユニット基
端部１６ａに回動自在に支持され、可動軸１７ａを図示
破線位置に後退している状態で、開口部１６ｃを開いて
ウェハ３０の受け渡しを可能とし、可動軸１７ａを図示
実線位置に前進している状態で、レバー１６ｄを開口部
１６ｃを介してウェハ３０の周縁部を押圧してウェハ３
０の脱落を防止するようになっている。

【００２７】アーム１６ｂは、図４（ａ）に示すように
ウェハ３０を保持する内周面に沿って複数（図示例では
２個）の駆動ローラ１８ａ、１８ｂが配置され、また、
レバー１６ｄのウェハ３０が当接される端部にも駆動ロ
ーラ１８ｃを配置している。これら駆動ローラ１８ａ〜
１８ｃは、図４（ｂ）に示すように周面に沿って溝部１
８１を形成し、この溝部１８１でウェハ３０周縁を保持
するとともに、ウェハ３０に回転を与えるもので、ベル
ト１９を介してモータ１９１の回転軸に取付けられたプ
ーリ２０に連結され、同時に回転力が伝えられるように
なっている。この場合、駆動ローラ１８ａ〜１８ｃは、
図４（ｂ）に示すように上下２枚の板部材１６ｂ１、１
６ｂ２の間にベアリング２１を介してサポートされてい
る。また、ベルト１９は、複数に分割され、それぞれの
ベルト１９は、図４（ｃ）に示すようにベアリング２２
を介してサポートされた１対のベルトプーリ２３ａ、２
３ｂに懸架することで連結されている。

【００２８】なお、２４はベルト押さえ、２５は歯付ベ
ルト押さえで、これらは、ベルト１９の弛みを抑えるも
のである。

【００２９】また、アーム１６ｂは、開口部１６ｃに対
向する内周縁部に切込み部１６ｆを形成している。この
切込み部１６ｆは、図５（ｂ）に示すようにウェハ３０
を保持する受け渡しハンド３１によりアーム１６ｂに対
し、ウェハ３０の受け渡しを行なう際に、受け渡しハン
ド３１先端部の干渉を防止するためのものである。

【００３０】そして、ソレノイド１７とモータ１９１の
ケーブル２６は、中空の回転軸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
１５ａとともに、プラレールチェーン２７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。

【００３１】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。

【００３２】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、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１
５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のアーム１６ｂを水平に位置させ
る。

【００３３】次に、図４に示すようにソレノイド１７の
可動軸１７ａを図示破線位置に後退させ、レバー１６ｄ
を図示破線位置に移動して、アーム１６ｂの開口部１６
ｃを開いてウェハ３０の受け渡しを可能とする（図５
（ａ））。

【００３４】次に、図５（ｂ）に示すようにウェハ３０
を保持した受け渡しハンド３１をアーム１６ｂの開口部
１６ｃより進入させ、ウェハ３０の周縁をアーム１６ｂ
の内周縁に沿って位置決めするとともに、各駆動ローラ
１８ａ、１８ｂ周面の溝部１８１に保持する。この受け
渡しハンド３１は、カセットからウェハ３０を取り出す
際、またはアライメントステーションからウェハ３０を
受取る際にウェハ３０の周縁を挟持することにより芯出
しする機能を備えたもので、受け渡しハンド３１の上面
にはウェハ３０の裏面が接触しないように段部が形成さ
れており、段部の近傍にウェハ３０の周縁を挟持する一
対の位置決めピン３１ａとこの位置決めピン３１ａにウ
ェハ３０を押し当てるチャック機構３１ｂが設けられて
いる。

【００３５】この場合、受け渡しハンド３１の先端部
は、切込み部１６ｆ中に位置されており、ウェハ３０の
受け渡しの際の干渉が防止され、ウェハ３０をアーム１
６ｂの駆動ローラ１８ａ、１８ｂに押し当てた状態で停
止する。

【００３６】次に、図４に示すようにソレノイド１７の
可動軸１７ａを図示実線位置に前進させ、レバー１６ｄ
を図示実線位置に移動して、アーム１６ｂの開口部１６
ｃを介してウェハ３０の周縁を駆動ローラ１８ｃを介し
て押さえ、ウェハ３０の脱落を防止する（図５
（ｃ））。この状態で、受け渡しハンド３１のチャック
機構３１ｂを後退させた後、受け渡しハンド３１を下方
に移動させ退避させる。

【００３７】この状態から、モータ１９１を駆動する
と、ベルト１９を介して駆動ローラ１８ａ〜１８ｃが同
時に駆動され、ウェハ３０が水平回転され、ウェハ３０
表面の目視観察（回転マクロモード）が行われる。

【００３８】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、ウェハ保持
ユニット１６が揺動される。この場合、ウェハ保持ユニ
ット１６は、回転軸１２を中心にして揺動するようにな
り、ウェハ保持ユニット１６とともにウェハ３０も揺動
され、ウェハ３０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１５を１８０°回動させ、ウ
ェハ保持ユニット１６に保持されたウェハ３０を反転さ
せ、ウェハ３０の裏面の目視観察（裏面マクロモード）
が行なわれる。

【００３９】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とともにウェハ保持ユニット１６も
揺動され、ウェハ３０表面の目視観察（二次元揺動マク
ロモード）が行われる。

【００４０】従って、このようにすれば、ウェハ保持ユ
ニット１６の円弧状のアーム１６ｂの開口部１６ｃを介
して挿入されるウェハ３０は、アーム１６ｂの内周面に
沿って位置決めされ保持されるので、ウェハ３０は、芯
ずれのない正確な位置に位置決めして保持することがで
きる。これにより、ウェハ３０がアーム１６ｂに挟持さ
れた状態で、受け渡しハンド３１を下方に移動させ退避
させることが可能となり、ウェハの受け渡しの際の落下
事故を防止できるとともに、ウェハ３０の芯ずれが生じ
ないように受け渡しハンド３１に受け渡しできるので、
ウェハ３０をカセットに戻す際にも、やカセットの壁な
どへの衝突による破損などを未然に防止することができ
る。

【００４１】また、アーム１６ｂの内周面に沿って位置
決めされ保持されたウェハ３０は、駆動ローラ１８ａ〜
１８ｃにより水平回転可能になっているが、これら駆動
ローラ１８ａ〜１８ｃは、全て同時に回転駆動されるよ
うになっているので、ウェハ３０とのすべりが発生する
ことがなく、削り屑などのゴミの発生を確実に防止する
ことができる。

【００４２】さらに、アーム１６ｂの開口部１６ｃに対
向する内周縁部に切込み部１６ｆを形成し、この切込み
部１６ｆにより受け渡しハンド３１先端部の干渉を防止
できるようにしているので、ウェハ３０の周縁を挟持す
る無吸着方式の受け渡しハンド３１を使用することが可
能となり、ウェハ３０の表裏面の吸着による問題点を解
消できる。う先端部の干渉によりウェハが落下して破損
するようなことを未然さらにまた、ウェハ保持ユニット
１６のアーム１６ｂに保持されたウェハ３０は、その中
心を変位されることなく、水平方向の回転を始め、前後
左右に回転させることができるので、観察者の目の位置
とウェハ３０中心までの距離を、常に一定に保つことが
でき、ゴミ、傷などの検出率の高いウェハ観察を行うこ
とができる。また、ウェハ３０の回転および揺動を照明
範囲を外れることなく行うことができるので、最小の照
明範囲で観察作業を集中して行うことができ、目視作業
の能率を高めることができる。

【００４３】（第２の実施の形態）図６は、本発明の第
２の実施の形態に用いられるウェハ保持ユニットの概略
構成を示すもので、図３と同一部分には、同符号を付し
ている。

【００４４】この場合、アーム１６ｂのウェハ３０を保
持する内周面に沿って複数（図示例では２個）のローラ
３２ａ、３２ｂが配置し、また、レバー１６ｄのウェハ
３０が当接される端部にもローラ３２ｃを配置している
が、これらローラ３２ａ〜３２ｃのうち、ローラ３２ｂ
のみをモータ１９１の回転軸に取付けて駆動ローラに構
成し、他のローラ３２ａ、３２ｃは、自転可能ローラに
構成している。

【００４５】このようにしても、アーム１６ｂの内周面
に沿って位置決めされ保持されたウェハ３０をローラ３
２ｂの回転駆動により水平方向に回転させることができ
る。

【００４６】こうすれば、第１の実施の形態に比べ、構
成が簡単にでき、価格的にも安価にできる。

【００４７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、円板
状部材を芯ずれのない正確な位置に位置決めして保持す
ることができるので、受け渡しアームとの受け渡しの際
に円板状部材に対する芯ずれを防止できる。

【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の実施の形態に用いられるウェハ保持ユニ
ットの概略構成を示す図。

【図４】第１の実施の形態に用いられるウェハ保持ユニ
ットの駆動ローラの概略構成を示す図。

【図５】第１の実施の形態の動作を説明するための図。

【図６】本発明の第２の実施の形態に用いられるウェハ
保持ユニットの概略構成を示す図。

【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１３…歯車１４…歯付きベルト１５…第２のモータ１５ａ…ケーブル１６…ウェハ保持ユニット１６ａ…ユニット基端部１６ｂ…円弧状アーム１６ｃ…開口部１６ｄ…レバー１６ｅ…軸１６ｆ…切込み部１６ｂ１．１６ｂ２…板部材１７…ソレノイド１７ａ…可動軸１８ａ〜１８ｃ…駆動ローラ１８１…溝部１９１…モータ１９…ベルト２０…プーリ２１、２２…ベアリング２３ａ．２３ｂ…ベルトプーリ２６…ケーブル２７…プラレールチェーン３０…ウェハ３１…受け渡しハンド３２ａ〜３２ｃ…ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3C007 DS01 ES03 ET02 EV08 EV27 EW00 HS12 NS09 NS11 NS17 3F061 AA01 BA03 BB02 BD01 BE13 BE47 BF00 DB00 DB04 DB06 5F031 CA02 CA07 FA01 FA07 FA12 FA18 FA21 GA10 GA13 GA15 GA38 GA47 KA04 LA07 LA13 PA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板状部材の直径より僅かに大きな開口
部を有する円弧状をなし、前記開口部を介して供給され
る円板状部材を、その内周面に沿って位置決めして保持
するアーム部材と、このアーム部材に回動自在に設けられ、前記アーム部材
の内周面に沿って保持された円板状部材の周縁部を押圧
して該円板状部材の脱落を阻止する押さえ部材とを具備
したことを特徴とする円板状部材の保持装置。
【請求項２】前記アーム部材の内周面に沿って複数個
配置され、前記円板状部材の周縁を保持するとともに、
それぞれに同時に回転力が伝えられ、前記円板状部材を
水平回転させる駆動ローラを有することを特徴とする請
求項１記載の円板状部材の保持装置。
【請求項３】前記アーム部材は、内周面の一部に、前
記円板状部材の受け渡し手段の干渉を防止する切込み部
を形成したことを特徴とする請求項１または２記載の円
板状部材の保持装置。